Besinlerden Enerjiye Yeni Nesile Geçiş Test Çöz

Sorular

1. 1.

   Bir biyoloji çalışma grubu, canlılardaki sindirim çeşitlerini hücre içi ve hücre dışı sindirim olarak sınıflandırmak amacıyla canlının kendi hücresinden daha büyük besin kütlelerini tüketebilmesi (I), polimerlerin enzim ve su yardımıyla hidroliz edilmesi (II), besinlerin zarla çevrili koful içine alınması (III) ve oluşan monomerlerin sitoplazmaya kazandırılması (IV) durumlarını ölçüt olarak belirlemiştir. Buna göre çalışma grubunun belirlediği ölçütlerin sindirim çeşitlerini sınıflandırmadaki geçerliliğiyle ilgili aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

   • A) I ve III numaralı ölçütler sindirim çeşitlerini birbirinden ayrıştırmada kullanılabilirken II ve IV numaralı ölçütler her iki sindirim çeşidinde de ortak olduğundan ayrıştırıcı değildir.
   • B) II ve IV numaralı ölçütler hücre dışı sindirimi tanımlamada yeterliyken I ve III numaralı ölçütler tüm sindirim çeşitlerinde gerçekleştiği için ayrıştırıcı olamaz.
   • C) Yalnızca I numaralı ölçüt sindirim çeşidini belirlemede kullanılabilirken II, III ve IV numaralı ölçütler sadece hücre içi sindirim gerçekleştiren canlılarda görülür.
   • D) I, II ve III numaralı ölçütler sindirimin gerçekleştiği yeri sınıflandırmada ayrıştırıcıyken IV numaralı ölçüt yalnızca hücre içi sindirim yapan canlılarda gözlenir.
   • E) III ve IV numaralı ölçütler hücre dışı sindirimi hücre içi sindirimden ayırt etmede kullanılırken I ve II numaralı ölçütler sınıflandırma için anlamsızdır.
2. 2.

   Oksijensiz ortamda fermantasyon yapan iki farklı mikroorganizma türünü incelemek isteyen bir araştırmacı; özdeş glikoz çözeltileri içeren, havası tamamen boşaltılmış K ve L kaplarına eşit miktarda canlı hücre ekleyerek düzenekleri birer manometreye bağlıyor. Belirli bir süre sonra K kabına bağlı manometredeki sıvı seviyesinin sabit kaldığı ancak ortam pH'sinin belirgin biçimde düştüğü; L kabına bağlı manometrede ise gaz basıncının arttığı ve ortam pH'sinin düştüğü kaydediliyor. Buna göre araştırmacının deney sonuçlarından elde ettiği verilere dayanarak yaptığı aşağıdaki çıkarımlardan hangisi doğrudur?

   • A) K kabındaki hücreler fermantasyon sürecinde glikoliz evresini atlayarak doğrudan organik son ürünü sentezlemiştir.
   • B) L kabındaki hücreler fermantasyon sürecinde pirüvatı parçalamak için ortamdaki glikozdan oksijen gazı üretmiştir.
   • C) K kabındaki tepkimelerde gaz çıkışı gözlenmediği için hücrelerin net ATP üretimi yapamadığı anlaşılır.
   • D) K kabındaki canlılar laktik asit fermantasyonu yaparken L kabındaki canlılar yan ürün olarak karbondioksit açığa çıkaran etil alkol fermantasyonu gerçekleştirmiştir.
   • E) Her iki kapta da son ürün evresine geçilirken pirüvat moleküllerinden eşit miktarda karbondioksit gazı ayrılmıştır.
3. 3.

   Bir öğrenci, bira mayası hücrelerinin fermantasyon hızına glikoz derişiminin etkisini araştırmak amacıyla iki özdeş deney kabı hazırlar. Birinci kaba %5'lik glikoz çözeltisi koyup ortam sıcaklığını 20 °C'de tutarken, ikinci kaba %15'lik glikoz çözeltisi koyup sıcaklığı 35 °C'ye ayarlar; her iki kaba eşit miktarda maya ekleyip ağızlarına özdeş esnek balonlar takar. Deney sonunda ikinci kaptaki balonun daha hızlı şiştiğini gözlemleyen öğrenci, fermantasyon hızındaki farkın yalnızca glikoz miktarından kaynaklandığı sonucuna varır. Öğrencinin kurduğu hipotezi bilimsel olarak geçerli bir şekilde test edebilmesi için deney tasarımında yapması gereken en uygun düzenleme hangisidir?

   • A) Esnek balonlar yerine kireç suyu içeren deney tüpleri bağlayarak gaz çıkışını tamamen durdurmalıdır.
   • B) Sıcaklığı her iki düzenekte de aynı sabit değerde tutarak bu faktörü kontrol edilen değişken yapmalıdır.
   • C) İkinci kaba eklenen bira mayası miktarını glikoz oranına paralel olacak şekilde artırmalıdır.
   • D) Kaplardan birini hava alacak şekilde açık bırakıp fermantasyonu oksijenli solunumla kıyaslamalıdır.
   • E) Deney kaplarındaki glikoz çözeltileri yerine sindirimi daha zor olan nişasta çözeltisi eklemelidir.
4. 4.

   Mitokondri iç zarındaki krista kıvrımlarının hücresel solunumdaki işlevini açıklamak isteyen bir öğrenci iki farklı model geliştirir. Model 1, krista kıvrımlarının mitokondrinin fiziksel bütünlüğünü koruyan destek yapıları olduğunu ve solunum kapasitesini etkilemediğini; Model 2 ise bu kıvrımların zar yüzeyini artırarak daha fazla elektron taşıma zinciri (ETS) ve ATP sentaz yerleşimine olanak sağladığını ileri sürer. Sürekli ve yüksek oranda ATP tüketen kalp kası hücrelerindeki mitokondrilerin iç zar yüzey alanının ve krista sıklığının, dinlenme hâlindeki bağ doku hücrelerine kıyasla çok daha fazla olduğu belirlenmiştir. Bu gözlemsel ve biyokimyasal kanıta göre öğrencinin geçerli kabul etmesi gereken bilimsel model ve tercihin gerekçesi hangisinde doğru verilmiştir?

   • A) Model 1; çünkü yüksek mekanik baskı altındaki kas hücrelerinde mitokondrilerin parçalanmasını önlemek için krista yoğunluğunun artması temel bir gerekliliktir.
   • B) Model 1; çünkü iç zar kıvrımlarının artması, matriksteki Krebs döngüsü enzimlerinin çalışma hızını doğrudan artırarak substrat düzeyinde ATP üretimini maksimize eder.
   • C) Model 2; çünkü krista kıvrımlarının artması zarlar arası boşluğu genişleterek pirüvat moleküllerinin sitoplazmadan mitokondriye geçiş direncini ortadan kaldırır.
   • D) Model 1; çünkü hücresel solunumun glikoliz ve Krebs gibi temel basamakları zarlardan bağımsız yürüdüğünden iç zar yüzeyinin enerji üretimine katkısı yoktur.
   • E) Model 2; çünkü iç zar yüzeyinin genişlemesi, zar üzerine daha fazla ETS elemanı ve ATP sentaz yerleşmesini sağlayarak yüksek ATP üretim kapasitesini destekler.
5. 5.

   Bir biyoloji öğrencisi hücresel solunumdaki ATP sentez mekanizmasını açıklamak için iki farklı model tasarlar. Model 1, hücrede ATP sentezinin yalnızca biyolojik bir zara ve bu zarın iki tarafındaki proton derişim farkına bağlı olarak gerçekleşebileceğini öne sürer. Model 2 ise hücresel zarlardan ve proton eğiminden bağımsız olarak, enzimlerin yüksek enerjili bir fosfat grubunu substrattan doğrudan ADP'ye aktarmasıyla da ATP üretilebildiğini savunur. Biyolojik zarları ve organelleri tamamen uzaklaştırılmış hücresiz bir sitoplazma sıvısına glikoz ve ADP eklendiğinde ortamda pirüvat ve net ATP üretildiği saptandığına göre, öğrencinin tercih etmesi gereken model ve gerekçesi hangisinde doğru verilmiştir?

   • A) Model 1; çünkü glikozun yıkımı sırasında oluşan tüm ATP moleküllerinin sentezlenmesi için mitokondri iç zarındaki elektron taşıma zinciri enzimlerine ihtiyaç duyulur.
   • B) Model 1; çünkü hücresiz ortamda ATP sentezinin gerçekleşebilmesi, sitoplazmada kendiliğinden geçici zar yapılarının ve proton eğiminin kurulduğunu kanıtlar.
   • C) Model 2; çünkü glikoliz basamaklarında biyolojik zar bulunmasa bile protonların ortama kontrolsüz dağılması ATP sentaz kompleksini doğrudan aktifleştirir.
   • D) Model 2; çünkü sitoplazmik enzimler aracılığıyla yürütülen substrat düzeyinde fosforilasyon için herhangi bir zar sistemine veya kemiozmotik proton eğimine ihtiyaç duyulmaz.
   • E) Model 2; çünkü glikozun pirüvata parçalanması sürecinde harcanan aktivasyon enerjisi, zar yüzeyine gerek kalmadan oksidatif fosforilasyon tepkimelerini başlatır.
6. 6.

   Bir araştırmacı, eşit miktarda hücresel iş ve ATP tüketimi gerçekleştiren özdeş maya popülasyonlarından oksijensiz ortamda bulunanların, oksijenli ortamdakilere kıyasla birim zamanda yaklaşık 15-16 kat daha fazla glikoz tükettiğini saptar. Bu durumu açıklamak için; oksijensiz ortamda hücrelerin enerji talebinin aşırı arttığını öne süren 1. Model ile hücrenin enerji talebi değişmese de fermantasyonda glikoz başına elde edilen net ATP veriminin düşüklüğü nedeniyle daha fazla substrat yıkılması gerektiğini savunan 2. Modeli karşılaştırır. Yapılan ölçümlerde her iki grupta da hücrelerin birim zamandaki toplam ATP tüketim hızının benzer olduğu belirlendiğine göre, araştırmacının tercih etmesi gereken bilimsel model ve gerekçesi hangi seçenekte doğru verilmiştir?

   • A) 1. Model; çünkü oksijensiz koşullarda hücrelerin hayatta kalabilmek için ihtiyaç duyduğu toplam ATP miktarı ve metabolik iş yükü katbekat artar.
   • B) 1. Model; çünkü fermantasyon tepkimelerini katalizleyen enzimlerin aktifleştirilmesi için hücredeki mevcut ATP rezervlerinin hızla harcanması gerekir.
   • C) 2. Model; çünkü hücresel ATP ihtiyacı değişmese de fermantasyonda glikoz başına net enerji veriminin düşüklüğü, gereken enerjiyi üretmek için çok daha fazla glikoz harcanmasını gerektirir.
   • D) 2. Model; çünkü fermantasyon sırasında pirüvattan son ürün oluşumu basamağında glikolizde üretilen ATP moleküllerinin büyük kısmı geri harcanır.
   • E) 1. Model; çünkü oksijen bulunmadığında hücre zarı bütünlüğünü korumak adına solunum substratlarının kontrolsüz biçimde hücreye alınması zorunludur.
7. 7.

   Aktif olarak hücresel solunum gerçekleştiren izole mitokondrilerde yapılan mikroelektrot ölçümlerinde, zarlar arası boşluğun pH değerinin matrikse göre daha düşük (yaklaşık pH 7,0; matriksin ise yaklaşık pH 8,0) olduğu saptanır. Bir öğrenci bu deneysel durumu açıklamak için elektron taşıma zinciri (ETS) ve ATP sentaz işleyişine yönelik iki farklı bilimsel model tasarlar. 1. Model, elektron aktarımının protonları ($H^+$) zarlar arası boşluktan matrikse pompaladığını ve ATP sentazın protonları zarlar arası alana geri fırlatarak çalıştığını savunur. 2. Model ise elektronların ETS'deki aktarımı sırasında açığa çıkan enerjiyle protonların matriksten zarlar arası alana pompalandığını, biriken protonların ATP sentaz kanalından matrikse geri dönüşünün ATP sentezini sağladığını ileri sürer. Buna göre öğrencinin deneysel bulgular ışığında tercih etmesi gereken geçerli bilimsel model ve gerekçesi hangisinde doğru verilmiştir?

   • A) 1. Model; çünkü protonların matrikste birikmesi ortamın bazikliğini artırarak ATP sentaz enziminin optimum pH'de çalışmasını sağlar.
   • B) 1. Model; çünkü elektron taşıma zinciri protonları zarlar arası boşluktan matrikse doğru pompalayarak zarlar arası alandaki proton yoğunluğunu azaltır.
   • C) 2. Model; çünkü protonların zarlar arası alandan matrikse pompalanması matriksteki pH değerini düşürerek ATP sentazın aktifleşmesini tetikler.
   • D) 2. Model; çünkü elektron aktarımı sırasında açığa çıkan protonlar doğrudan ATP sentaz üzerinde tutunarak enzim yapısını kalıcı olarak değiştirir.
   • E) 2. Model; çünkü protonların zarlar arası alana pompalanması bu alanda $H^+$ derişimini artırıp pH'yi düşürür ve derişim farkı protonların ATP sentaz üzerinden matrikse akışını sağlar.
8. 8.

   Bir araştırmacı, mitokondri matriksindeki solunum tepkimelerini açıklamak amacıyla iki farklı işleyiş modeli geliştirir. 1. Model, tepkimelerin doğrusal olduğunu ve asetil moleküllerini bağlayan ara bileşiklerin reaksiyon sonunda harcanıp tükendiğini öne sürer. 2. Model ise tepkimelerin döngüsel olduğunu, ara bileşiklerin tepkime sonunda yeniden üretilerek yeni asetil moleküllerini bağlamayı sürdürdüğünü savunur. Hücre ortamına çok az miktarda ara bileşik eklendiğinde eklenen miktarın katbekat üzerinde pirüvatın parçalandığı ve karbondioksit çıkışının uzun süre sürdüğü belirlendiğine göre, araştırmacının tercih etmesi gereken geçerli bilimsel model ve gerekçesi hangisinde doğru verilmiştir?

   • A) 2. Model; çünkü eklenen az miktardaki ara bileşiğin katbekat fazla substratın yıkımını sağlaması, bu molekülün harcanmayıp döngüde sürekli yeniden üretildiğini gösterir.
   • B) 1. Model; çünkü doğrusal tepkimelerde ara bileşiklerin sürekli tükenmesi, ortamda pirüvat yıkım hızının zamanla artmasını zorunlu kılar.
   • C) 2. Model; çünkü döngüsel tepkimelerde her bir ara basamakta doğrudan pirüvat üretilerek substrat miktarının sabit tutulması hedeflenir.
   • D) 1. Model; çünkü eklenen ara bileşiklerin pirüvat yıkımını hızlandırması, bu bileşiklerin reaksiyonun aktivasyon enerjisini düşüren enzimler olduğunu kanıtlar.
   • E) 2. Model; çünkü döngüsel tepkimeler dizisi sırasında organik besinin tüm karbon atomları tek bir basamakta doğrudan karbondioksit gazına dönüştürülür.
9. 9.

   Bir biyoloji öğretmeni, eşit miktarda glikoz tüketen maya hücrelerinin oksijenli solunumda fermantasyona göre neden katbekat fazla ATP ürettiğini açıklamak için iki farklı model sunar. 1. Model, her iki süreçte de glikozun tamamen inorganik bileşenlere parçalandığını, ancak fermantasyonda açığa çıkan enerjinin büyük bölümünün çevreye kontrolsüz ısı olarak dağıldığını savunur. 2. Model ise oksijenli solunumda glikozun karbondioksit ve su gibi inorganik maddelere kadar bütünüyle yıkıldığını, fermantasyonda ise etil alkol gibi enerjice zengin organik son ürünlerin oluştuğunu ve enerjinin çoğunun bu bağlarda kaldığını ileri sürer. Fermantasyon sıvısındaki etil alkolün kalorimetrik analizle yakıldığında yüksek miktarda enerji açığa çıkardığı saptandığına göre, geçerli kabul edilmesi gereken model ve gerekçesi hangisidir?

   • A) 1. Model; fermantasyon tepkimelerinde glikoz molekülünün tamamen yıkılmasına rağmen açığa çıkan serbest enerjinin ATP sentaz enzimi tarafından bağlanamamasıyla açıklanır.
   • B) 2. Model; fermantasyon sürecinde glikozun bütünüyle parçalanamayıp enerjinin büyük kısmının etil alkolün kimyasal bağlarında saklı kalmasıyla açıklanır.
   • C) 1. Model; glikozun oksijensiz ortamda karbondioksit ve suya kadar ayrışması sırasında oluşan yüksek ısının ATP üretimini engellemesiyle açıklanır.
   • D) 2. Model; oksijenli solunumda elektronların son alıcı olan oksijene aktarılmasının organik son ürün oluşumunu tamamen durdurup tüm enerjiyi ısıya çevirmesiyle açıklanır.
   • E) 1. Model; fermantasyon yapan hücrelerin glikozdaki bağ enerjisini parçalamak için oksijenli solunuma göre daha fazla aktivasyon enerjisi harcamasıyla açıklanır.
10. 10.

    Kış uykusuna yatan memelilerin kahverengi yağ dokusunda gerçekleşen hücresel solunum mekanizmasını açıklamak isteyen bir öğrenci iki farklı işleyiş modeli geliştirir. 1. Model, elektron aktarımıyla zarlar arası alana pompalanan tüm protonların yalnızca ATP sentaz kanalından matrikse dönebildiğini, bu nedenle artan solunum hızının hücrede yüksek miktarda ATP artışına yol açtığını ileri sürer. 2. Model ise iç zarda protonların ATP sentaza uğramadan matrikse serbestçe geçişine izin veren alternatif protein kanallarının bulunduğunu, böylece elektrokimyasal potansiyel enerjinin ATP yerine doğrudan ısı enerjisine dönüştürüldüğünü savunur. Yapılan laboratuvar ölçümlerinde bu dokuda besin yıkımı ve oksijen tüketimi çok yüksek düzeyde olmasına rağmen hücre içi ATP miktarının artmadığı, buna karşılık dokudan çevreye belirgin bir ısı yayılımı olduğu saptanmıştır. Elde edilen bu deneysel kanıta göre öğrencinin bilimsel olarak geçerli kabul etmesi gereken model ve gerekçesi hangisinde doğru verilmiştir?

    • A) 1. Model; çünkü ETS boyunca pompalanan protonlar iç zardan yalnızca ATP sentaz enzimi aracılığıyla geçebildiği için açığa çıkan enerjinin tamamı zorunlu olarak kimyasal bağ enerjisine aktarılır.
    • B) 1. Model; çünkü hücresel solunum reaksiyonlarının temel biyolojik amacı her koşulda hücre içi serbest ATP derişimini en üst seviyeye çıkarmaktır.
    • C) 2. Model; çünkü protonların ATP sentazı bypass ederek matrikse geri sızması, proton gradyentindeki potansiyel enerjinin ATP sentezlenmeksizin doğrudan ısı enerjisi şeklinde açığa çıkmasını sağlar.
    • D) 2. Model; çünkü glikoliz ve Krebs döngüsü tepkimeleri durduğu için hücrede substrat düzeyinde fosforilasyonla hiç ATP üretilememiştir.
    • E) 1. Model; çünkü mitokondri iç zarında protonların sızması durumunda elektronların oksijene aktarımı durur ve metabolik su oluşumu tamamen engellenir.
11. 11.

    Bir öğrenci, hücresel solunumun başlangıç aşaması olan glikolizdeki enerji dönüşümlerini açıklamak amacıyla iki farklı işleyiş modeli geliştirir. Model 1, glikozun kararsız bir yapıda olduğunu ve herhangi bir enerji harcanmaksızın doğrudan ATP üreterek yıkıldığını; Model 2 ise glikozun reaksiyona girebilmesi için önce ATP harcanarak aktifleştirilmesi gerektiğini, ardından gelen basamaklarda harcanandan daha fazla ATP üretildiğini öne sürer. Glikoliz enzimleri ve serbest fosfat bulunan glikozlu bir ortama başlangıçta ATP eklenmediğinde reaksiyonun gerçekleşmediği, ortama bir miktar ATP ilave edildiğinde ise tepkimelerin başlayıp net ATP artışı sağlandığı tespit edilir. Bu deneysel kanıta göre öğrencinin geçerli kabul etmesi gereken model ve tercihin gerekçesi hangisinde doğru verilmiştir?

    • A) Model 1; çünkü glikoliz genel olarak ekzergonik bir süreç olduğundan hücrenin bu aşamada ATP tüketmesi genel enerji verimini düşürür.
    • B) Model 2; çünkü glikolizin başlayabilmesi glikozun aktivasyon enerjisinin karşılanmasına bağlıdır ve bu enerji başlangıçta harcanan ATP ile sağlanır.
    • C) Model 1; çünkü glikoz molekülü ortama girdiği anda glikoliz enzimleri tarafından ilave bir enerjiye gerek duyulmadan doğrudan parçalanır.
    • D) Model 2; çünkü glikolizin ilk basamağında harcanan ATP molekülleri, glikozun yapısındaki karbonların karbondioksit olarak salınmasını sağlar.
    • E) Model 1; çünkü deney ortamında sonradan ATP artışının görülmesi, ortama eklenen ATP'lerin parçalanmadan sadece enzim aktifleştirici olarak kaldığını gösterir.
12. 12.

    Bir araştırmacı, hücrede glikozun yıkımıyla açığa çıkan enerjinin canlılık için kullanılabilir forma dönüştürülmesini açıklamak amacıyla iki farklı işleyiş modeli geliştirir. 1. Model, glikozun tek bir tepkimeyle doğrudan karbondioksit ve suya dönüşerek tüm bağ enerjisinin aniden açığa çıktığını ve bu yüksek enerjinin doğrudan ATP sentezini sağladığını öne sürer. 2. Model ise glikozun çok basamaklı ve enzim denetimli tepkimeler zinciriyle kademeli olarak parçalandığını, böylece enerjinin küçük paketler hâlinde kontrollü olarak serbest bırakılıp ısıya bağlı hücresel hasar önlenerek ATP'de depolandığını ileri sürer. Hücre içi sıcaklığın canlılık sınırları içinde sabit kaldığı ve enerjinin yaklaşık üçte birinin ATP'de depolandığı saptandığına göre araştırmacının seçmesi gereken model ve bilimsel gerekçesi hangisidir?

    • A) 2. Model seçilmelidir; çünkü solunum reaksiyonlarının kademeli gerçekleşmesi enerjinin kontrollü salınmasını sağlayarak hücreyi aşırı ısıdan korur ve yüksek verimle ATP sentezine olanak tanır.
    • B) 1. Model seçilmelidir; çünkü glikozun tek basamakta yıkılması enerji kaybını en aza indirerek ATP sentez verimini en üst düzeye çıkarır.
    • C) 1. Model seçilmelidir; çünkü hücre içi sıcaklığın sabit kalması açığa çıkan tüm enerjinin eksiksiz biçimde kimyasal bağ enerjisine çevrildiğini kanıtlar.
    • D) 2. Model seçilmelidir; ancak bu model sadece oksijensiz ortamda geçerli olup oksijen varlığında tüm tepkimeler tek basamakta tamamlanır.
    • E) 1. Model seçilmelidir; çünkü enzim denetimli çok basamaklı tepkimeler hücrenin enerji ihtiyacını anlık olarak karşılayamayacak kadar yavaştır.
13. 13.

    Bir araştırmacı, mitokondri iç zarındaki elektron taşıma zincirinin (ETS) son basamağını engelleyen bir kimyasalın hücresel solunuma etkisini açıklamak için iki farklı işleyiş modeli geliştirir. Model 1, ETS'nin durmasının yalnızca oksidatif fosforilasyonu engellediğini; glikoliz ve Krebs döngüsünün koenzim durumundan bağımsız olarak kesintisiz CO2 ve ATP üretmeyi sürdüreceğini öne sürer. Model 2 ise ETS durduğunda NADH ve FADH2 moleküllerinin yükseltgenemeyeceğini, tükenen serbest NAD+ ve FAD nedeniyle Krebs döngüsünün de durarak pirüvatın laktata dönüşeceğini savunur. Deneyde bu kimyasalın eklendiği hücrelerde Krebs döngüsüne ait CO2 çıkışının hızla durduğu ve ortamda laktik asit biriktiği saptandığına göre, araştırmacının bilimsel olarak geçerli kabul etmesi gereken model ve gerekçesi hangisidir?

    • A) Model 1; çünkü Krebs döngüsü oksijeni doğrudan tüketmediğinden ETS blokajından hiçbir şekilde etkilenmez.
    • B) Model 2; çünkü Krebs döngüsünün sürekliliği, ETS'de yükseltgenerek serbest kalan NAD+ ve FAD koenzimlerinin varlığına doğrudan bağımlıdır.
    • C) Model 1; çünkü substrat düzeyinde fosforilasyon tepkimeleri ortamdaki hidrojen taşıyıcılarının yükseltgenme durumundan bağımsız çalışır.
    • D) Model 2; çünkü ETS elemanlarının inhibisyonu pirüvatın mitokondri matriksine geçişini sağlayan taşıyıcı proteinleri doğrudan parçalar.
    • E) Model 1; çünkü laktik asit birikimi hücrenin mitokondri içindeki Krebs döngüsünü hızlandırdığını kanıtlar.
14. 14.

    Bir öğrenci, oksijensiz toprak katmanlarında yaşayan bir bakteri türünün enerji üretim sürecini açıklamak amacıyla iki farklı işleyiş modeli tasarlar. 1. Model, bakterinin besinleri parçalayarak elektronları organik bir ara ürüne aktardığını ve ETS kullanmaksızın fermantasyon yaptığını; 2. Model ise elektronların zar sistemindeki ETS üzerinden sülfat gibi inorganik bir son alıcıya iletildiğini ve oksijensiz solunum gerçekleştiğini ileri sürer. Laboratuvar analizlerinde bakterinin zarında aktif ETS elemanlarının bulunduğu ve sülfatın indirgenmesiyle hidrojen sülfür (H2S) gazının açığa çıktığı tespit edilir. Bu deneysel kanıtlara göre öğrencinin bilimsel olarak geçerli kabul etmesi gereken model ve tercihin gerekçesi hangi seçenekte doğru verilmiştir?

    • A) 1. Model; çünkü oksijensiz ortamlarda tüm canlılar elektronları yalnızca pirüvat gibi organik moleküllere aktararak fermantasyon yapabilir.
    • B) 1. Model; çünkü hücre zarında ETS bulunması ve gaz açığa çıkması, fermantasyonun son ürün evresinin tamamlandığını gösterir.
    • C) 2. Model; çünkü bakterinin zarında ETS elemanlarını kullanması ve elektronları inorganik bir son alıcıya aktarması oksijensiz solunumu kanıtlar.
    • D) 2. Model; çünkü sülfat gibi inorganik bileşiklerin indirgenmesi, tepkimelerin yalnızca substrat düzeyinde fosforilasyonla yürüdüğünü kanıtlar.
    • E) 1. Model; çünkü hidrojen sülfür gazının oluşumu, glikoliz sırasında oluşan NADH koenzimlerinin doğrudan sitoplazmada yükseltgendiğini açıklar.
15. 15.

    Bir biyoloji öğrencisi, mitokondri iç zarında elektron taşıma zinciri (ETS) ile ATP sentezi arasındaki enerji aktarımını açıklamak için iki farklı model tasarlar. Model 1, ETS elemanlarının elektron aktarımı sırasında açığa çıkan enerjiyi doğrudan temas yoluyla ATP sentaz enzimine ileterek ATP sentezlettiğini savunur. Model 2 ise elektron aktarım enerjisiyle zarlar arası alana protonların (H+) pompalandığını ve bu protonların matrikse geri dönüşüyle oluşan elektrokimyasal potansiyelin ATP sentazı aktifleştirdiğini ileri sürer. Yapılan bir deneyde, mitokondri iç zarını protonlara serbestçe geçirgen kılan bir kimyasal madde ortama eklendiğinde elektron aktarımı ve oksijen tüketimi kesintisiz sürdüğü hâlde ATP sentezinin tamamen durduğu saptanır. Bu deneysel kanıta göre öğrencinin bilimsel olarak geçerli kabul etmesi gereken model ve gerekçesi hangi seçenekte doğru verilmiştir?

    • A) Model 2 seçilmelidir; çünkü proton geçirgenliğinin artması zarın iki tarafı arasındaki proton derişim farkını sıfırlamış ve ETS çalışmasına rağmen ATP sentazın itici gücünü ortadan kaldırmıştır.
    • B) Model 1 seçilmelidir; çünkü kimyasal madde ETS elemanlarının oksijenle tepkimeye girmesini engelleyerek elektron enerjisinin doğrudan ATP sentaza aktarılmasını önlemiştir.
    • C) Model 2 seçilmelidir; çünkü eklenen kimyasal madde mitokondri iç zarında oksijen tüketimini durdurarak protonların zarlar arası alana pompalanmasını doğrudan engellemiştir.
    • D) Model 1 seçilmelidir; çünkü ATP sentezinin durması ancak ATP sentaz enziminin substrat düzeyinde fosforilasyon yapamaması ve yapısının kalıcı olarak bozulmasıyla açıklanabilir.
    • E) Model 2 seçilmelidir; çünkü protonların matrikse serbestçe dağılması glikoliz evresini baskılayarak mitokondriye pirüvat girişini tamamen durdurmuştur.
16. 16.

    Bir araştırmacı, hücrede oksijenli solunum hızının nasıl denetlendiğini açıklamak amacıyla iki model tasarlar: 1. Model, solunum hızının yalnızca hücreye giren glikoz ve oksijen miktarınca belirlendiğini ve hücresel enerji ihtiyacından bağımsız işlediğini; 2. Model ise solunum hızının hücrenin anlık ATP talebine göre düzenlendiğini, ATP artışında tepkimelerin baskılanıp ADP artışında uyarıldığını savunur. Besin ve oksijen derişimi sabit tutulan bir hücre ortamına ADP eklendiğinde oksijen tüketiminin ve solunum hızının belirgin biçimde arttığı, ATP eklendiğinde ise solunum hızının yavaşladığı saptanır. Bu deneysel bulgulara göre araştırmacının bilimsel olarak geçerli kabul etmesi gereken model ve tercihin gerekçesi hangisinde doğru ifade edilmiştir?

    • A) 2. Model seçilmelidir; çünkü hücresel solunum enerji gereksinimine göre negatif geri bildirimle denetlenmekte, yüksek ADP derişimi enerji açığına işaret ederek solunumu hızlandırmaktadır.
    • B) 1. Model seçilmelidir; çünkü solunum reaksiyonlarının hızı yalnızca substrat varlığına bağlıdır ve ATP ilavesi ortamdaki glikozun enzimlere bağlanmasını mekanik olarak engellemiştir.
    • C) 2. Model seçilmelidir; çünkü ortama eklenen ATP molekülleri solunum basamaklarında doğrudan tüketilen bir yakıt olup tepkime zincirini harcanarak tüketmiştir.
    • D) 1. Model seçilmelidir; çünkü hücresel solunum hızı metabolik talepten bağımsızdır ve ADP ilavesiyle oluşan hızlanma sadece mitokondri zarının yapısının bozulmasıyla açıklanır.
    • E) 2. Model seçilmelidir; çünkü ortama ilave edilen ADP molekülleri Krebs döngüsünde glikozun yerini alarak doğrudan karbondioksite kadar yıkılan ana enerji vericiye dönüşmüştür.
17. 17.

    Oksijensiz ortamda glikolizin nasıl sürdüğünü araştıran bir öğrenci, son ürün evresinin doğrudan ek ATP ürettiğini savunan 1. Model ile bu evrenin NADH'yi yükseltgeyip NAD+ koenzimini yenileyerek glikolizin devamını sağladığını ileri süren 2. Modeli tasarlamıştır. Yapılan deneyde pirüvattan son ürün oluşumu durdurulduğunda ortamda glikoz ve ADP bulunmasına rağmen glikolizin kesildiği, ortama serbest NAD+ ilave edildiğinde ise glikolizin ve ATP sentezinin yeniden başladığı gözlenmiştir. Bu deneysel kanıta göre öğrencinin bilimsel olarak geçerli modeli seçmesi ve gerekçelendirmesi hangisinde doğru ifade edilmiştir?

    • A) 2. Model seçilmelidir; çünkü deney, son ürün reaksiyonlarının temel işlevinin ATP üretmek değil, glikolizin sürekliliği için zorunlu olan serbest NAD+ moleküllerini yeniden kazanmak olduğunu kanıtlamıştır.
    • B) 1. Model seçilmelidir; çünkü son ürün evresi engellendiğinde ATP üretiminin durması, hücresel enerjinin doğrudan bu evredeki fosforilasyonla üretildiğini gösterir.
    • C) 2. Model seçilmelidir; çünkü dışarıdan eklenen NAD+ molekülleri mitokondri iç zarına aktarılarak elektron taşıma sistemi üzerinden doğrudan ATP sentezletir.
    • D) 1. Model seçilmelidir; çünkü pirüvattan son ürün oluşumunun durması, hücrenin glikozu parçalamak yerine glikojene dönüştürerek depolamaya yöneldiğini kanıtlar.
    • E) 2. Model seçilmelidir; çünkü son ürün reaksiyonlarının temel amacı glikolizden gelen hidrojenleri oksijenle birleştirip metabolik su açığa çıkarmaktır.
18. 18.

    Hücresel solunumda farklı besin monomerlerinin kullanımını açıklamak isteyen bir öğrenci iki model tasarlar: Model 1'de tüm organik monomerlerin önce glikoza çevrilip glikolizin ilk basamağından solunuma girdiği, Model 2'de ise monomerlerin karbon sayılarına ve yapılarına göre glikoliz, asetil-CoA veya Krebs döngüsü gibi farklı basamaklardan sürece dahil olduğu öne sürülür. Yalnızca yağ asitleriyle beslenen bir hücre kültüründe glikoliz ara ürünlerine rastlanmazken hücrede asetil-CoA ve Krebs döngüsü ara ürünlerinin düzenli olarak oluştuğu tespit edilir. Bu deneysel veriye göre öğrencinin bilimsel olarak geçerli modeli seçmesi ve gerekçelendirmesi hangi seçenekte doğru verilmiştir?

    • A) Model 1 seçilmelidir çünkü hücresel solunum tepkimelerinin kesintisiz devam edebilmesi için tüm organik moleküllerin öncelikle sitoplazmada glikoza dönüştürülmesi zorunludur.
    • B) Model 2 seçilmelidir çünkü yağ asitlerinin glikoliz evresine uğramadan iki karbonlu asetil-CoA birimlerine parçalanıp doğrudan mitokondriyal tepkimelere katıldığı kanıtlanmıştır.
    • C) Model 1 seçilmelidir çünkü hücrede glikoliz enzimleri çalışmadığında mitokondri içindeki Krebs döngüsü ve elektron taşıma sistemi tepkimeleri tamamen durur.
    • D) Model 2 seçilmelidir çünkü yağ asitlerinin solunuma katılımı sırasında glikoliz basamaklarında görev alan koenzimlerin indirgenmesi engellenemez.
    • E) Model 1 seçilmelidir çünkü yağ asitleri gibi moleküllerin doğrudan Krebs döngüsüne girmesi hücre içi ozmotik basıncı bozarak ATP üretimini engeller.
19. 19.

    Ökaryot bir hücrede hücresel solunumun hücresel kısımlar arasındaki işleyişini açıklamak isteyen bir öğrenci iki farklı bilimsel model tasarlar. 1. Model'de glikozun doğrudan mitokondri içine girerek tüm basamaklarda burada yıkıldığı öne sürülürken, 2. Model'de glikozun önce sitoplazmada pirüvata dönüştürüldüğü ve mitokondriye ancak pirüvatın girerek tepkimelerin sürdürüldüğü savunulur. Öğrenci, izole edilmiş sağlam mitokondrilerin bulunduğu özdeş iki deney ortamından birine glikoz, diğerine ise pirüvat eklediğinde yalnızca pirüvat bulunan ortamda oksijen tüketildiğini ve karbondioksit oluştuğunu belirler. Bu deneysel sonuca göre öğrencinin model tercihi ve gerekçesi hangi seçenekte doğru açıklanmıştır?

    • A) 1. Model seçilmelidir; çünkü mitokondri glikozu doğrudan kullandığında glikoliz evresine gereksinim kalmaz ve enerji dönüşümü daha hızlı gerçekleşir.
    • B) 2. Model seçilmelidir; çünkü mitokondrinin glikozu doğrudan substrat olarak kullanamadığı, glikoliz ürünü olan pirüvatın mitokondriye aktarılması gerektiği kanıtlanmıştır.
    • C) 1. Model seçilmelidir; çünkü pirüvat eklenen ortamda mitokondri zarındaki taşıyıcı proteinler glikoz varlığına gerek kalmadan kendiliğinden aktifleşmiştir.
    • D) 2. Model seçilmelidir; çünkü glikozun sitoplazmada yıkımı sırasında mitokondriye oranla çok daha fazla miktarda karbondioksit ve ATP üretilmektedir.
    • E) Her iki model de reddedilmelidir; çünkü mitokondride hücresel solunumun başlayabilmesi için sitoplazmadan pirüvat yerine doğrudan asetil-CoA girişi zorunludur.
20. 20.

    Bir biyoloji öğrencisi hücresel solunumu açıklamak amacıyla iki farklı model geliştirmiştir. 1. Model'de glikozun karbon iskeletinin yıkımı ve karbondioksit (CO2) çıkışı gösterilirken; 2. Model'de besinden koparılan elektron ve hidrojenlerin koenzimlerle ETS'ye taşınması, son alıcı olan oksijen (O2) ile birleşerek su (H2O) oluşturması ve ATP sentezi vurgulanmaktadır. Öğrenci, ortama işaretli oksijen (18O2) verildiğinde bu atomun karbondioksitte değil de metabolik suda ortaya çıkma nedenini açıklamak için mevcut modelleri karşılaştırarak bir tercih yapacaktır. Bu problem durumuna yönelik en uygun model seçimi ve bilimsel gerekçesi hangi seçenekte doğru verilmiştir?

    • A) 2. Model seçilmelidir; çünkü bu model solunan serbest oksijenin ETS sonunda elektron ve protonlarla birleşerek suya dönüştüğünü doğrudan açıklamaktadır.
    • B) 1. Model seçilmelidir; çünkü glikozun yapısındaki oksijen atomlarının Krebs döngüsünde CO2 moleküllerine nasıl aktarıldığını sadece bu model takip edebilir.
    • C) 2. Model seçilmelidir; çünkü substrat düzeyinde fosforilasyon reaksiyonlarında açığa çıkan serbest oksijenin glikoliz sırasında suya katıldığını göstermektedir.
    • D) 1. Model seçilmelidir; çünkü atmosfere salınan karbondioksitteki oksijen atomlarının doğrudan solunumla alınan O2 gazından kaynaklandığını kanıtlamaktadır.
    • E) 2. Model seçilmelidir; çünkü pirüvatın asetil-CoA'ya dönüşümü sırasında harcanan oksijen gazının mitokondri matriksinde suya dönüştüğünü modellemektedir.

Doğru cevaplar ve adım adım çözümler testi tamamladıktan sonra gösterilir.