Examkin

Fotosentez: Işıktan Bağımsız Reaksiyonlar (Calvin Döngüsü)

17 soru

Tüm türler17Çoktan seçmeli8Eşleştirme4Sıralama5
Soru 1Soru →

Kloroplastın stroma sıvısında gerçekleşen ışıktan bağımsız reaksiyonlar (Calvin döngüsü), ışığa bağımlı tepkimelerde üretilen kimyasal enerjinin organik besinlerin yapısındaki kimyasal bağ enerjisine dönüştürüldüğü aşamadır. Buna göre, Calvin döngüsünde gerçekleşen reaksiyonlar ve bu döngüde görev alan moleküllerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Döngüde CO2CO_2 tespitiyle oluşan kararsız bileşiğin parçalanması sonucu üretilen 3-fosfogliseratın (PGA), gliseraldehit 3-fosfata (PGAL) indirgenmesi sürecinde hem ışığa bağımlı reaksiyonlardan gelen ATP harcanır hem de NADPH molekülleri yükseltgenir.

Cevap

Döngüde CO2 tespitiyle oluşan kararsız bileşiğin parçalanması sonucu üretilen 3-fosfogliseratın (PGA), gliseraldehit 3-fosfata (PGAL) indirgenmesi sürecinde hem ışı��a bağımlı reaksiyonlardan gelen ATP harcanır hem de NADPH molekülleri yükseltgenir.
Işıktan bağımsız reaksiyonların indirgenme evresinde, 3-fosfogliserat (PGA) moleküllerinin gliseraldehit 3-fosfata (PGAL) dönüşümü sırasında ışığa bağımlı tepkimelerden gelen ATP molekülleri harcanır ve NADPH molekülleri elektron ve protonlarını vererek yükseltgenir.

Adım Adım Çözüm

1
Calvin döngüsünün evrelerini ve bu evrelerde gerçekleşen temel olayları belirleyin.
Calvin döngüsü; karbon tespiti, indirgenme ve RuBP'nin yenilenmesi olmak üzere üç ana evreden oluşur.
Seçeneklerdeki ifadelerin doğruluğunu aşama aşama analiz edebilmek için döngünün genel şemasını kavramak gerekir.
2
Karbon tespiti ve Rubisko enziminin çalışmasını değerlendirin.
Rubisko enzimi karbondioksiti RuBP'ye bağlar ve kararsız 6 karbonlu bileşik oluşur. Bu işlem için ATP harcanmaz.
Karbon tespiti reaksiyonunun ATP gerektirdiğine dair yanlış bilgiyi elemek için fiksasyon mekanizmasını bilmek gerekir.
3
İndirgenme evresindeki madde dönüşümlerini ve kullanılan enerji/koenzim kaynaklarını inceleyin.
Oluşan 3-karbonlu PGA molekülleri, önce ATP harcanarak aktifleştirilir, ardından NADPH'ın yükseltgenmesiyle PGAL'e indirgenir. Bu süreçte hem ATP tüketilir hem de NADPH elektron vererek yükseltgenir.
Doğru seçeneği belirlemek için indirgenme evresinde gerçekleşen kimyasal olayların girdilerini ve çıktılarının durumunu doğrulamak gerekir.
4
Kloroplasttaki madde döngüsünü ve hidroliz reaksiyonlarının özelliklerini gözden geçirin.
Açığa çıkan ADP ve NADP+ kloroplast içinde granalara geri döner. Kloroplast içindeki nişasta hidrolizinde ATP harcanmaz. Laktik asit fermantasyonunda CO2 çıkışı olmaz.
Çeldirici seçeneklerin neden yanlış olduğunu bilimsel gerekçeleriyle ortaya koymak için metabolik yolları ve enerji ilişkilerini analiz etmek gerekir.

Anahtar Kavram

Calvin döngüsündeki indirgenme basamağında ATP tüketimi ile NADPH'ın yükseltgenmesi ve moleküllerin kloroplast içi döngüsü.
Soru 2Soru →

Fotosentez yapan bir bitki hücresinde, kloroplast organelinin stromasında gerçekleşen ışıktan bağımsız reaksiyonlar (Calvin döngüsü) ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Karbondioksit (CO2CO_2) molekülleri tüketilerek organik besin sentezi gerçekleştirilir.

Cevap

Işıktan bağımsız reaksiyonlarda karbondioksit tüketilerek organik madde sentezlenir.
Işıktan bağımsız reaksiyonlar (Calvin döngüsü), kloroplastın stroma sıvısında gerçekleşir. Bu evrede, ışığa bağımlı evreden gelen ATPATP ve NADPHNADPH molekülleri kullanılarak atmosferden alınan CO2CO_2 molekülleri organik besin (PGAL) yapısına katılır. Bu sürece karbon özümlemesi (fiksasyonu) denir.

Adım Adım Çözüm

1
Fotosentezin iki evresini (ışığa bağımlı ve ışıktan bağımsız) karşılaştırın.
Işığa bağımlı evre granumlarda gerçekleşirken, ışıktan bağımsız evre (Calvin döngüsü) stromada gerçekleşir.
Soruda stromada gerçekleşen olaylar sorulmaktadır.
2
Calvin döngüsüne giren ve çıkan maddeleri belirleyin.
Döngüye CO2CO_2, ATPATP ve NADPHNADPH girer; organik besin (şeker), ADPADP ve NADP+NADP^+ çıkar.
Enerji ve karbon kaynağı kullanılarak biyosentez yapılmaktadır.
3
Seçenekleri bu bilgilerle değerlendirin.
Karbondioksit tüketimi ve besin sentezi stromadaki reaksiyonların temel özelliğidir.
Diğer seçeneklerde belirtilen fotoliz, fotofosforilasyon ve ışık soğurulması gibi olaylar granumlardaki ışığa bağımlı evreye aittir.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü Girdileri ve Çıktıları

Daha Fazla Pratik

Işığa bağımlı ve ışıktan bağımsız reaksiyonların birbirine bağımlılığını (NADPH/NADP+ ve ATP/ADP döngüsü) gösteren bir şema çizerek konuyu pekiştirebilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 3Soru →

Fotosentezin ışıktan bağımsız reaksiyonları (Calvin döngüsü) sırasında görev alan moleküller ile bu moleküllerin döngüdeki temel işlevlerini eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Öğeler

CO2CO_2 (Karbondioksit)
ATPATP (Adenozin Trifosfat)
NADPHNADPH (İndirgenmiş Nikotinamid Adenin Dinükleotit Fosfat)
PGALPGAL (Fosfogliseraldehit)

Eşleşmeler

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Eşleşmeler sırasıyla; Karbondioksit ile karbon kaynağı sağlama, ATP ile enerji sağlama, NADPH ile hidrojen taşıma ve PGAL ile organik madde sentezi şeklindedir.
Karbondioksit döngünün karbon iskeletini oluşturur, ATP bu endotermik tepkimeler için gereken aktivasyon ve bağlanma enerjisini sunar, NADPH ara bileşiklerin yüksek enerjili karbonhidratlara dönüşmesi için elektronlarını verir, PGAL ise tüm bu süreçlerin sonunda elde edilen temel organik yapı taşıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Calvin döngüsü girdilerini belirleme
Döngüye dışarıdan CO2CO_2 girer; ışığa bağımlı evreden ise ATPATP ve NADPHNADPH aktarılır.
Bu moleküller ışıktan bağımsız tepkimelerin gerçekleşmesi için zorunlu olan ham madde ve enerji kaynaklarıdır.
2
Moleküllerin kimyasal rollerini analiz etme
CO2CO_2 karbon kaynağıdır; ATPATP bağ enerjisi sağlar; NADPHNADPH ise indirgeyici güçtür.
Besin sentezi (anabolizma) hem karbon hem enerji hem de elektron (hidrojen) gerektiren bir süreçtir.
3
Döngü çıktısını tanımlama
Döngü sonucunda oluşan temel şeker öncülü PGALPGAL molekülüdür.
Döngünün amacı, inorganik maddelerden organik yapılı fosfogliseraldehit üretmektir.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü Stokiyometrisi ve Moleküler İşlevler

Daha Fazla Pratik

Işığa bağımlı reaksiyonlardan Calvin döngüsüne aktarılan molekülleri ve bu aktarımın durması durumunda döngüde hangi basamakların aksayacağını düşünerek konuyu pekiştirebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 4Soru →

Fotosentezin ışıktan bağımsız reaksiyonları (Calvin Döngüsü) sırasında kloroplastın stromasında meydana gelen aşağıdaki olayları, gerçekleşme sırasına göre diziniz.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Dizilim; Karbonun RuBP'ye bağlanması, PGA'nın PGAL'e indirgenmesi, PGAL'in bir kısmının besin sentezi için ayrılması ve kalan PGAL'lerden RuBP'nin yeniden sentezlenmesi şeklinde olmalıdır.
Calvin döngüsü sırasıyla karbon tespiti, indirgenme ve RuBP'nin yenilenmesi evrelerinden oluşur. İlk olarak CO2CO_2 molekülü RuBP'ye bağlanarak organik yapıya katılır. Ardından ışığa bağımlı reaksiyonlardan gelen ATP ve NADPH ile molekül indirgenerek PGAL oluşur. Oluşan PGAL'in bir kısmı besin sentezine giderken, geri kalanı ATP harcanarak tekrar RuBP'ye dönüştürülür.

Adım Adım Çözüm

1
Karbon Tespiti (Fixation)
CO2CO_2 + RuBP → Kararsız Ara Bileşik → PGA
Döngünün ilk adımı inorganik karbonun organik yapıya katılmasıdır.
2
İndirgenme (Reduction)
PGA + ATP + NADPH → PGAL + ADP + NADP+NADP^+
Işığa bağımlı evrede üretilen ürünler kullanılarak şeker molekülü sentezlenir.
3
Ürün Çıkışı
PGAL → Glikoz, amino asit, yağ asidi vb.
Bitkinin metabolizması için gerekli temel organik maddeler döngüden ayrılan PGAL'den üretilir.
4
Yenilenme (Regeneration)
PGAL + ATP → RuBP
Döngünün sürekliliği için başlangıç reseptörü olan RuBP'nin geri kazanılması şarttır.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü Basamakları

Daha Fazla Pratik

Döngüde kullanılan ATP ve NADPH miktarlarının, ışığa bağımlı reaksiyonlarda üretilen miktarlarla olan sayısal ilişkisini inceleyen sorulara bakabilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 5Soru →

Kloroplastın stroma sıvısında gerçekleşen ışıktan bağımsız reaksiyonlar (CalvinCalvin döngüsü) sürecinde gözlenen aşağıdaki olayları, ilk gerçekleşenden son gerçekleşene doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Sıralama: Kararsız ara bileşiğin parçalanarak PGA oluşturması -> PGA'nın DPGA'ya fosforillenmesi -> DPGA'nın PGAL'e indirgenmesi -> PGAL'in organik besin sentezi için döngüden ayrılması -> Kalan PGAL'lerden RuBP'nin yenilenmesi.
Calvin döngüsünün doğru sırası; karbon tespiti (CO2CO_2'nin bağlanması ve kararsız ara bileşiğin parçalanması), ATPATP harcanarak fosforilasyon (PGAPGA -> DPGADPGA), NADPHNADPH elektronları kullanılarak indirgenme (DPGADPGA -> PGALPGAL), PGALPGAL moleküllerinin organik besin sentezi için ayrılması ve son olarak kalan PGALPGAL moleküllerinden ATPATP harcanarak RuBPRuBP'nin yenilenmesi şeklindedir.

Adım Adım Çözüm

1
Calvin döngüsünün ilk aşaması olan inorganik karbonun organik yapıya katılması (karbon fiksasyonu) basamağını belirlemek.
CO2CO_2, Rubisko enzimi aracılığıyla RuBPRuBP ile birleşir ve oluşan kararsız ara bileşik parçalanarak PGAPGA moleküllerini oluşturur.
Döngünün başlayabilmesi için öncelikle serbest karbondioksitin organik yapıya katılması şarttır.
2
PGAPGA moleküllerinin fosforillenme basamağını belirlemek.
PGAPGA molekülleri, ışığa bağımlı evreden gelen ATPATP harcanarak fosforillenir ve DPGADPGA sentezlenir.
Moleküllere fosfat eklenmesi, indirgenme reaksiyonları için gerekli olan yüksek enerjili kararsız yapıyı hazırlar.
3
DPGADPGA moleküllerinin indirgenme basamağını belirlemek.
DPGADPGA molekülleri, yine ışığa bağımlı evreden gelen NADPHNADPH'ın yükseltgenmesi ile elektron alarak indirgenir ve PGALPGAL moleküllerine dönüşür.
Işığa bağımlı reaksiyonlardan gelen indirgeyici gücün (NADPHNADPH) kullanılmasıyla 33 karbonlu şeker (PGALPGAL) elde edilir.
4
PGALPGAL moleküllerinin organik besin sentezine katıldığı basamağı belirlemek.
Sentezlenen PGALPGAL moleküllerinin bir kısmı döngüden çıkarak glikoz, amino asit gibi organik monomerlerin sentezine aktarılır.
Fotosentezin temel amacı olan organik besin üretimi, bu basamakta döngüden ayrılan PGALPGAL molekülleri sayesinde gerçekleşir.
5
Döngünün sürekliliği için RuBPRuBP moleküllerinin yeniden üretilmesini belirlemek.
Döngüde kalan PGALPGAL molekülleri, ATPATP harcanarak yeniden karbondioksit yakalayıcı RuBPRuBP molekülüne dönüştürülür.
Döngünün devam edebilmesi ve yeni CO2CO_2 moleküllerinin kabul edilebilmesi için başlangıç molekülü olan RuBPRuBP'nin yenilenmesi gerekir.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü Reaksiyon Basamakları
Soru 6Soru →

Fotosentezin ışıktan bağımsız tepkimeleri (Calvin döngüsü) sırasında gerçekleşen aşağıdaki olayları, bir molekül organik besin sentezi sürecindeki gerçekleşme sırasına göre diziniz.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Fotosentezin ışıktan bağımsız evresinde olaylar sırasıyla; karbonun tutulması (fiksasyon), indirgenme, ürünün (PGAL) bir kısmının ayrılması ve son olarak başlangıç molekülü olan RuBP'nin yenilenmesi şeklinde gerçekleşir.
Calvin döngüsü, karbon dioksitin 55 karbonlu ribuloz bifosfat (RuBPRuBP) tarafından tutulmasıyla başlar. Ardından ışığa bağımlı reaksiyonlardan gelen ATPATP ve NADPHNADPH kullanılarak indirgenme gerçekleşir ve 33 karbonlu PGALPGAL molekülleri oluşur. Bu moleküllerin bir kısmı organik besin üretimi için döngüden ayrılırken, geri kalanı ATPATP harcanarak tekrar RuBPRuBP sentezinde kullanılır ve döngü tamamlanır.

Adım Adım Çözüm

1
Karbon Tutulması (Fiksasyon) aşamasını belirle.
Atmosferden gelen CO2CO_2, kloroplastın stromasında bulunan Rubisco enzimi yardımıyla 5C5C bileşik olan RuBPRuBP ile birleşir.
Döngünün başlayabilmesi için inorganik karbonun organik bir yapıya dahil edilmesi gerekir.
2
Enerji ve Elektron Transferi (İndirgenme) aşamasını belirle.
Işığa bağımlı evrede üretilen ATPATP harcanır ve NADPHNADPH yükseltgenerek (hidrojenlerini vererek) ara bileşikleri PGALPGAL molekülüne indirger.
Karbon atomlarını birbirine bağlamak ve yüksek enerjili bir molekül oluşturmak için enerjiye ihtiyaç vardır.
3
Ürün çıkış noktasını saptama.
Oluşan PGALPGAL moleküllerinin bir kısmı döngüden çıkarak glikoz, amino asit gibi bileşiklerin sentezinde kullanılır.
Fotosentezin temel amacı olan besin üretimi bu aşamada gerçekleşir.
4
Yenilenme (Rejenerasyon) aşamasını belirle.
Geriye kalan PGALPGAL molekülleri, yine ATPATP harcanarak tekrar 5C5C'lu RuBPRuBP molekülünü oluşturur.
Sürecin bir döngü olarak devam edebilmesi için harcanan alıcı molekülün geri kazanılması şarttır.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü Evreleri
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 7Soru →

Fotosentezin ışıktan bağımsız reaksiyonları (Calvin Döngüsü) sırasında gerçekleşen temel olaylar ve bu olaylarda görev alan bileşenler aşağıda verilmiştir. Sol sütundaki kavramları, sağ sütunda verilen doğru açıklamalarıyla eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Öğeler

Karbon Tespiti (Fiksasyon)
İndirgenme Evresi
Yenilenme (Regenerasyon)
NADPH Molekülü

Eşleşmeler

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Karbon Tespiti CO2CO_2'nin RuBP ile birleşmesini; İndirgenme Evresi PGAPGA'nın PGALPGAL'e dönüşümünü; Yenilenme Evresi RuBPRuBP'nin geri kazanımını; NADPH ise hidrojen aktarımını ifade eder.
Karbon tespiti aşamasında Rubisco enzimi CO2CO_2 ile RuBPRuBP'yi birleştirir. İndirgenme aşamasında PGAPGA molekülleri ATP ve NADPH kullanarak PGALPGAL'e dönüşür. Yenilenme aşamasında PGALPGAL'den tekrar RuBPRuBP sentezlenir. NADPH ise bu döngüye hidrojen ve elektron taşıma görevini üstlenir.

Adım Adım Çözüm

1
Karbon tespiti kavramını tanımla.
Atmosferik CO2CO_2'nin 5 karbonlu RuBPRuBP ile birleşmesi karbon tespiti olarak adlandırılır.
Bu olay döngünün giriş basamağıdır.
2
İndirgenme evresinin mekanizmasını belirle.
PGAPGA molekülleri, NADPH'tan gelen elektronları aldığı için indirgenir ve PGALPGAL oluşur.
Bu basamakta hem ATP harcanır hem de NADPH yükseltgenir.
3
RuBP yenilenmesinin amacını açıkla.
PGALPGAL moleküllerinden beş tanesi, döngünün başına dönerek RuBPRuBP'yi oluşturur.
Döngünün sürekli çalışabilmesi için alıcı molekülün (RuBP) yenilenmesi şarttır.
4
NADPH'ın işlevini analiz et.
Işığa bağımlı evrede üretilen NADPH, ışıktan bağımsız evreye elektron ve hidrojen sağlar.
NADPH indirgenme basamağında yükseltgenerek NADP+NADP^+ formuna geri döner.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü'nün (Işıktan Bağımsız Reaksiyonlar) evreleri ve metabolik girdileri.

Daha Fazla Pratik

Bir molekül glikoz sentezi için Calvin döngüsünde toplam kaç CO2CO_2, ATP ve NADPH kullanıldığını hesaplayınız.
Tahmini Süre:1m 40s
Soru 8Soru →

Fotosentez yapan bir bitki hücresinde kloroplastın stromasında gerçekleşen ışıktan bağımsız reaksiyonlar (Calvin döngüsü) ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Işığa bağımlı reaksiyonlarda üretilen ATP ve NADPH molekülleri kullanılarak CO2CO_2 molekülleri organik besin yapısına katılır.

Cevap

Işıktan bağımsız reaksiyonlarda ışığa bağımlı evreden gelen ATP ve NADPH kullanılarak karbondioksit özümlemesi yapılması doğrudur.
Fotosentezin Calvin döngüsü aşamasında, ışığa bağımlı evre reaksiyonlarında üretilmiş olan ATP (enerji kaynağı) ve NADPH (hidrojen ve elektron kaynağı) kullanılarak atmosferden alınan CO2CO_2 molekülleri indirgenir ve organik besinlerin öncül maddesi olan PGAL sentezlenir. Bu süreç stroma sıvısında gerçekleşir.

Adım Adım Çözüm

1
Işıktan bağımsız reaksiyonların (Calvin döngüsü) girdi ve çıktılarını belirlemek.
Girdiler: CO2CO_2, ATP, NADPH. Çıktılar: Organik besin (PGAL), ADPADP, PiP_i, NADP+NADP^+.
Reaksiyonların amacını anlamak için substrat ve ürünlerin bilinmesi gerekir.
2
Reaksiyonların gerçekleştiği hücresel bölgeyi teyit etmek.
Kloroplastın stroma sıvısı.
Enzim denetimli bu döngünün stromada gerçekleştiğini bilmek seçenekleri elemeyi sağlar.
3
Seçeneklerdeki yanlış süreçleri ve yerleri tespit etmek.
Suyun fotolizi ve oksijen çıkışı ışığa bağımlı evreye (tilakoyit) aittir. Kloroplast ATP'si dışarı çıkmaz.
Fotosentezin iki evresi arasındaki temel farkları ayırt etmek için gereklidir.

Anahtar Kavram

Calvin döngüsü (Işıktan bağımsız reaksiyonlar), kloroplastın stromasında gerçekleşen ve kimyasal enerji (ATP/NADPH) kullanarak inorganik CO2CO_2'den organik besin sentezlenen evredir.

Daha Fazla Pratik

Calvin döngüsünde 1 molekül glikoz sentezi için tam olarak kaç ATP ve NADPH harcandığını (18 ATP, 12 NADPH) hesaplayan nicel soruları çözebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 9Soru →

Bitki hücrelerinde kloroplast organelinin stroma sıvısında gerçekleşen ışıktan bağımsız reaksiyonlar (Calvin döngüsü) sırasında;

I. Atmosferden veya solunumdan gelen Karbondioksit (CO2CO_2) moleküllerinin ribuloz bifosfat (RuBPRuBP) ile birleşmesi,
II. Işığa bağımlı reaksiyonlar evresinde sentezlenen ATPATP ve NADPHNADPH moleküllerinin tüketilmesi,
III. Suyun fotolizi sonucu açığa çıkan oksijenin (O2O_2) kloroplasttan sitoplazmaya geçmesi

olaylarından hangileri gerçekleşir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Işıktan bağımsız reaksiyonlarda karbon tutma ve enerji (ATP/NADPH) tüketimi gerçekleştiği için I ve II ifadelerini içeren seçenek doğrudur.
Işıktan bağımsız reaksiyonlar kloroplastın stromasında gerçekleşir. Bu evrede CO2CO_2 molekülleri tutulur ve ışığa bağımlı evreden gelen ATPATP ile NADPHNADPH molekülleri besin sentezi için tüketilir. Bu nedenle I ve II numaralı ifadeler biyolojik olarak doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Karbondioksit fiksasyonunun analizi
Doğru
Döngü, CO2CO_2 moleküllerinin 5 karbonlu RuBPRuBP bileşiğine Rubisco enzimi ile bağlanmasıyla (karbon tutma) başlar.
2
Enerji ve indirgeyici güç kullanımının değerlendirilmesi
Doğru
Işığa bağımlı evrede üretilen ATPATP ve NADPHNADPH, fosfogliserik asidin (PGAPGA) indirgenerek organik besin öncüsü olan PGALPGAL'ye dönüşmesi ve RuBPRuBP'nin yenilenmesi için harcanır.
3
Oksijen çıkışı ve suyun fotolizi sürecinin incelenmesi
Yanlış
Suyun fotolizi ve oksijen üretimi kloroplastın granalarında, ışığa bağımlı reaksiyonlar sırasında gerçekleşir. Stromada gerçekleşen Calvin döngüsünde oksijen açığa çıkmaz.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü Girdileri ve Evreleri

Daha Fazla Pratik

Bir molekül glikoz sentezi için Calvin döngüsünde 6 CO2CO_2, 18 ATPATP ve 12 NADPHNADPH molekülünün kullanıldığı stokiyometrik hesaplama sorularını inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 10Soru →

Fotosentezin ışıktan bağımsız reaksiyonları (Calvin döngüsü) kloroplastın stroma sıvısında gerçekleşir. Aşağıda bu döngüde görev alan moleküller ve bu moleküllerin temel işlevleri verilmiştir. Bu molekülleri ilgili işlevlerle eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Öğeler

CO2CO_2
ATP
NADPH
Rubisco

Eşleşmeler

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Eşleşme şu şekildedir: Karbondioksit karbon kaynağıdır, ATP fosforilasyon ve rejenerasyon için enerji sağlar, NADPH indirgenme için elektron sağlar, Rubisco ise karbon fiksasyonunu katalizleyen enzimdir.
Calvin döngüsü, kloroplastın stromasında gerçekleşen, ışığa bağımlı reaksiyonlardan gelen ATP ve NADPH'ın kullanıldığı enzim denetimli bir süreçtir. Bu süreçte karbondioksit karbon kaynağı olarak görev yapar, Rubisco enzimi karbonun sisteme girişini sağlar, ATP enerji ihtiyacını karşılar ve NADPH ise indirgenme basamağında elektron/proton vererek PGAL oluşumuna yardımcı olur.

Adım Adım Çözüm

1
Karbondioksit rolünü belirle.
CO2CO_2 karbon kaynağıdır.
Fotosentezin amacı inorganik karbonu (CO2CO_2) organik maddeye çevirmektir.
2
ATP ve NADPH işlevlerini ayır.
ATP enerji, NADPH elektron sağlar.
Döngüdeki anabolik (yapım) olayları için ışığa bağımlı evreden gelen bu iki molekül gereklidir.
3
Enzimi tanımla.
Rubisco enzimi CO2CO_2 bağlar.
Calvin döngüsünün ilk basamağı karbonun 5 karbonlu RuBP'ye Rubisco aracılığıyla bağlanmasıdır.

Anahtar Kavram

Calvin döngüsü girdileri ve moleküler işlevleri
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 11Soru →

Bitkilerde fotosentezin kloroplastın stromasında gerçekleşen ışıktan bağımsız reaksiyonları (Calvin döngüsü) ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Işığa bağımlı reaksiyonlarda fotofosforilasyon ile üretilen ATP molekülleri, stromada organik besin sentezi için tüketilir.

Cevap

Işığa bağımlı evrede üretilen ATP molekülleri, stromada organik besin sentezi için tüketilir.
Fotosentezin ışığa bağımlı reaksiyonlarında (granalarda) üretilen ATP ve NADPH molekülleri, ışıktan bağımsız reaksiyonların (stroma) gerçekleşmesi için temel enerji ve hidrojen kaynağıdır. Bu ATP'ler doğrudan glikoz sentezi için harcanır.

Adım Adım Çözüm

1
Işıktan bağımsız reaksiyonların (Calvin döngüsü) yerini ve temel gereksinimlerini belirleme.
Bu reaksiyonlar kloroplastın stromasında gerçekleşir; CO2CO_2, ATP ve NADPH gerektirir.
Calvin döngüsü, ışığa bağımlı evreden gelen enerji (ATP) ve hidrojen taşıyıcıları (NADPH) ile atmosferden alınan CO2CO_2 moleküllerini birleştirerek şeker sentezler.
2
Fotofosforilasyon sonucu üretilen ATP'nin kullanım alanını analiz etme.
Kloroplastta üretilen ATP, kloroplastın dışına çıkamaz ve sadece Calvin döngüsü basamaklarında harcanır.
Hücrenin diğer hayati faaliyetleri için gerekli ATP, kloroplast dışındaki mitokondriyal solunum veya glikoliz yollarıyla sağlanır.
3
Yanlış seçenekleri diğer metabolik süreçlerle karşılaştırarak eleme.
Kemosentez, oksijenli solunum ve fermantasyon süreçlerine ait özelliklerin fotosentez ile karıştırıldığı tespit edilir.
Calvin döngüsü indirgenme temelli bir anabolik süreçtir; oksidasyon enerjisi kullanmaz, O2O_2 tüketmez ve CO2CO_2 açığa çıkarmaz.

Anahtar Kavram

Calvin döngüsü, fotosentezin organik besin sentezlenen evresidir ve sadece ışığa bağımlı evreden gelen ATP ve NADPH ile atmosferik CO2'yi kullanır.
Soru 12Soru →

Fotosentezin ışıktan bağımsız reaksiyonları (Calvin döngüsü) sırasında gerçekleşen aşağıdaki olayları, kloroplastın stromasında gerçekleşme sırasına göre düzenleyiniz.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Işıktan bağımsız reaksiyonlar; karbonun fiksasyonu, indirgenme evresi, ürün sentezi için ayrılma ve RuBP'nin rejenerasyonu sırasıyla gerçekleşir.
Fotosentezin ışıktan bağımsız evresi olan Calvin döngüsü, CO2CO_2 molekülünün RuBPRuBP ile birleştiği karbon tespiti ile başlar. Ardından ışığa bağımlı evreden gelen ATPATP ve NADPHNADPH kullanılarak PGALPGAL üretilen indirgenme evresi gelir. Üretilen PGALPGAL'in bir kısmı besin sentezine giderken, kalanı döngüyü sürdürmek için ATPATP harcanarak RuBPRuBP'ye dönüştürülür.

Adım Adım Çözüm

1
Karbon Tespiti
6 karbonlu kararsız ara bileşik oluşur ve 3-fosfogliserik asitlere (PGA) parçalanır.
Döngünün başlaması için inorganik karbonun organik yapıya katılması gerekir.
2
İndirgenme
PGA molekülleri ATP ve NADPH kullanarak PGAL'e dönüşür.
Işığa bağımlı evrede üretilen kimyasal enerji ve hidrojenler bu aşamada kullanılır.
3
Ürün Çıkışı
PGAL moleküllerinin bir kısmı döngüden ayrılır.
Fotosentezin temel amacı olan besin üretimi için ara ürünler sitoplazmaya aktarılır.
4
Rejenerasyon
Geri kalan PGAL'ler ATP kullanılarak tekrar RuBP'yi oluşturur.
Döngünün bir sonraki CO2 molekülünü kabul edebilmesi için alıcı molekülün yenilenmesi şarttır.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü Evreleri

Daha Fazla Pratik

Calvin döngüsünde harcanan ATP ve NADPH miktarlarını ışığa bağımlı reaksiyonlarla ilişkilendiren bir soru çözebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 13Soru →

Bitkilerde kloroplast organelinde gerçekleştirilen fotosentezin ışıktan bağımsız reaksiyonları (Calvin döngüsü) ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Kloroplastın stromasında gerçekleşen bu evrede, ışığa bağımlı reaksiyonlardan gelen ATPATP ve NADPHNADPH molekülleri kullanılarak CO2CO_2 organik besin sentezine katılır.

Cevap

Işıktan bağımsız reaksiyonlar, kloroplastın stromasında gerçekleşir ve ışığa bağımlı evreden gelen kimyasal enerjiyi (ATP ve NADPH) kullanarak karbondioksiti organik besine (genellikle PGAL üzerinden şekerlere) dönüştürür.
Işıktan bağımsız reaksiyonlar (Calvin döngüsü), kloroplastın stroma kısmında gerçekleşir. Bu evrede, ışığa bağımlı tepkimelerde üretilen ATP ve NADPH molekülleri tüketilerek atmosferden alınan karbondioksit molekülleri ile organik besin (PGAL) sentezlenir. Bu süreç enzim denetimli olduğu için sıcaklık değişimlerine karşı oldukça hassastır.

Adım Adım Çözüm

1
Reaksiyonun gerçekleştiği konumun belirlenmesi
Stroma sıvısı
Fotosentezin karbon tutma reaksiyonları için gerekli olan enzimler (örneğin Rubisco) kloroplastın stroma sıvısında bulunur.
2
Gerekli girdilerin analiz edilmesi
CO2CO_2, ATPATP ve NADPHNADPH
Işığa bağımlı reaksiyonlarda suyun fotolizi ve elektron taşıma sistemi (ETS) sonucu üretilen NADPH (indirgeyici güç) ve ATP (enerji), karbonun organik yapıya bağlanması için gereklidir.
3
Döngünün temel amacının saptanması
Organik besin sentezi (PGAL)
Döngü sonunda oluşan 3 karbonlu PGAL molekülü, glikoz, amino asit, yağ asidi ve vitamin gibi bitkinin ihtiyaç duyduğu tüm organik moleküllerin öncü maddesidir.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü'nün Mekanizması ve Gereksinimleri
Soru 14Soru →

Fotosentezin ışıktan bağımsız tepkimeleri (Calvin döngüsü) kloroplastın stromasında gerçekleşen, enzimatik ve karmaşık bir süreçtir. Bu döngüde görev alan moleküller ve gerçekleşen olaylar ile ilgili aşağıda verilen soldaki kavramları, sağdaki doğru açıklamalarıyla eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Öğeler

CO2CO_2 molekülü
NADPHNADPH molekülü
ATPATP molekülü
RubiscoRubisco enzimi

Eşleşmeler

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Calvin döngüsünde CO2CO_2 karbon kaynağıdır; NADPHNADPH indirgenme evresinde elektron verici olarak kullanılır; ATPATP hem indirgenme hem de RuBPRuBP rejenerasyonu için gereklidir; RubiscoRubisco ise karbonun fiksasyonunu sağlayan enzimdir.
Döngünün işleyişinde CO2CO_2 sisteme giren ham maddedir, RubiscoRubisco bu girişin enzimiyken, ATPATP ve NADPHNADPH ise ışığa bağımlı evreden gelen enerji ve indirgeme gücünü sağlayan moleküllerdir. ATPATP'nin hem indirgenme hem de rejenerasyon basamaklarında kullanılması, döngünün enerji ihtiyacının en yüksek olduğu noktalardır.

Adım Adım Çözüm

1
Karbon kaynağının belirlenmesi
CO2CO_2 molekülü, atmosferden alınarak döngüye dahil edilen temel inorganik karbon kaynağıdır.
Fotosentezin amacı, inorganik karbonu organik şekerlere dönüştürmektir.
2
Enerji ve elektron taşıyıcılarının rollerinin analizi
ATPATP döngünün iki ayrı aşamasında harcanırken, NADPHNADPH sadece indirgenme evresinde yükseltgenir.
3-PGA'nın PGAL'e dönüşümü için hem ATP enerjisi hem de NADPH'ın indirgeme gücü gerekir; ancak RuBP'nin yeniden oluşumu sadece ATP gerektirir.
3
Katalizörün tanımlanması
RubiscoRubisco, CO2CO_2 ile RuBPRuBP'nin tepkimeye girmesini sağlayan enzimdir.
Karbon fiksasyonu bu enzimin varlığına bağlıdır.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü Girdileri ve Reaksiyon Basamakları

Daha Fazla Pratik

Bir molekül glikoz sentezi için harcanan toplam ATPATP, NADPHNADPH ve CO2CO_2 sayılarını içeren bir hesaplama sorusuna göz atabilirsiniz.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 15Soru →

Fotosentezin kloroplastın stroma sıvısında gerçekleşen ışıktan bağımsız tepkimeleri (Calvin döngüsü) sırasında meydana gelen madde değişimleri ve enerji dönüşümleriyle ilgili;

I. Işığa bağımlı evrede üretilen ATP moleküllerinin bir kısmı 3-karbonlu ara bileşiklerin (PGA) indirgenmesinde, bir kısmı ise 5-karbonlu başlangıç molekülünün (RuBP) yeniden oluşturulmasında tüketilir.
II. Karbondioksit moleküllerinin tutulması ve NADPH moleküllerinin yükseltgenmesi sürecinde, yan ürün olarak atmosfere verilen moleküler oksijen (O2O_2) açığa çıkar.
III. Reaksiyonlar sonucunda oluşan fosfogliseraldehit (PGAL) molekülleri; glikozun yanı sıra azotlu yan gruplar eklenerek amino asit, vitamin ve organik bazların sentezinde de kullanılabilir.
IV. Reaksiyonlar stroma sıvısındaki enzimlerin denetiminde yürüdüğünden, bu evre sıcaklık değişimlerine karşı ışığa bağımlı reaksiyonlardan daha duyarlıdır.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I, III ve IV

Cevap

Birinci, üçüncü ve dördüncü ifadeler doğrudur.
Verilen öncüllerden birinci öncül ATP'nin döngüdeki dağılımını doğru tanımlar (12 ATP indirgenme, 6 ATP yenilenme). Üçüncü öncül, PGAL molekülünün amino asit ve vitamin gibi farklı organiklerin öncüsü olduğunu doğru belirtir. Dördüncü öncül ise stromadaki reaksiyonların enzim kontrollü yapısı gereği sıcaklığa olan yüksek duyarlılığını ifade eder.

Adım Adım Çözüm

1
ATP kullanım bölgelerini analiz etme
1 Glikoz sentezi için harcanan 18 ATP'nin 12'si PGA'dan PGAL oluşumu (indirgenme) aşamasında, 6'sı ise RuBP'nin (Ribuloz bifosfat) yeniden üretimi aşamasında tüketilir.
Calvin döngüsü iki farklı aşamada enerji girdisine ihtiyaç duyar.
2
Oksijen çıkışının konumunu değerlendirme
Oksijen (O2O_2), ışığa bağımlı reaksiyonlarda suyun fotolizi sonucu açığa çıkar ve granumlarda üretilir; stromadaki Calvin döngüsünde oksijen üretimi gerçekleşmez.
Işıktan bağımsız evrede sadece karbon sabitlemesi ve organik madde sentezi yapılır.
3
PGAL molekülünün metabolik rolünü inceleme
PGAL molekülü, kloroplast içinde veya sitoplazmaya aktarılarak glikoz, yağ asidi, gliserol, amino asit (azot eklenerek) ve vitamin sentezinde kullanılır.
PGAL, bitki metabolizmasındaki temel organik iskelettir.
4
Çevresel faktörlerin (sıcaklık) etkisini karşılaştırma
Calvin döngüsü çok sayıda enzim (başta RuBisCO) tarafından yönetildiği için, yüksek sıcaklıklarda enzim yapısının bozulması reaksiyon hızını ışığa bağımlı evreden daha fazla etkiler.
Işığa bağımlı evre fiziksel/ETS odaklıyken, ışıktan bağımsız evre kimyasal/enzimatik odaklıdır.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü Stokiyometrisi ve Metabolik Yollar
Soru 16Soru →

Fotosentezin kloroplastın stromasında gerçekleşen ışıktan bağımsız tepkimeleri (Calvin döngüsü) karmaşık bir enzim dizisi tarafından yönetilir. Aşağıda bu döngü sırasında gerçekleşen bazı temel olaylar karışık olarak verilmiştir:

I. NADPHNADPH moleküllerinin yükseltgenmesi sonucunda 3 karbonlu fosfogliseraldehit (PGALPGAL) moleküllerinin oluşması
II. Karbondioksitin (CO2CO_2), RubiscoRubisco enzimi aracılığıyla 5 karbonlu ribuloz bifosfata (RuBPRuBP) bağlanması
III. Fosfogliseraldehit (PGALPGAL) moleküllerinin bir kısmının ATPATP harcanarak döngünün devamlılığı için başlangıçtaki karbon yakalayıcıya dönüştürülmesi
IV. ATPATP kullanılarak 3 karbonlu fosfogliserik asit (PGAPGA) moleküllerinin kararsız ara bileşikler üzerinden aktifleştirilmesi
V. Sentezlenen PGALPGAL moleküllerinin bir kısmının döngüden ayrılarak glikoz ve diğer organik bileşiklerin sentezine katılması

Buna göre, bir molekül glikozun sentezlenebilmesi için bu olayları gerçekleşme sırasına göre diziniz.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Işıktan bağımsız reaksiyonlarda olayların doğru sıralanışı; karbon tespiti, ATPATP ile aktifleştirme, NADPHNADPH ile indirgenme (şeker oluşumu), şeker çıkışı ve RuBPRuBP yenilenmesi şeklindedir.
Calvin döngüsü sırasıyla; karbon sabitleme (II), ardından gelen ATPATP kullanımıyla aktivasyon (IV), NADPHNADPH ile indirgenerek PGALPGAL oluşumu (I), PGALPGAL'in besin sentezi için ayrılması (V) ve son olarak döngünün devamı için rejenerasyon (III) basamaklarını takip eder.

Adım Adım Çözüm

1
Karbon tespiti aşamasını belirleme
CO2CO_2 + RuBPRuBP →\rightarrow Kararsız Ara Bileşik →\rightarrow PGAPGA
Döngünün başlaması için dışarıdan gelen inorganik karbonun organik bir moleküle bağlanması gerekir.
2
Enerji transferi ve indirgenme sürecini analiz etme
PGAPGA + ATPATP + NADPHNADPH →\rightarrow PGALPGAL
Oluşan asitlerin şekerlere dönüşebilmesi için önce ATP ile enerji seviyeleri yükseltilmeli (fosforilasyon), ardından NADPH'tan gelen elektronlarla indirgenmelidir.
3
Döngü çıktısı ve rejenerasyonun sırasını saptama
PGALPGAL çıkışı ve kalan PGALPGAL'lerin ATPATP ile RuBPRuBP'ye dönüşümü
Besin üretimi için gerekli miktar ayrıldıktan sonra, döngünün durmaması için alıcı molekül olan RuBP'nin yeniden üretilmesi gerekir.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsü Evreleri
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 17Soru →

Fotosentezin kloroplastın stroma sıvısında gerçekleşen ışıktan bağımsız reaksiyonları (Calvin döngüsü) sürecinde meydana gelen kimyasal dönüşümler ve döngünün özellikleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 3-fosfogliserat (PGA) moleküllerinden fosfogliseraldehit (PGAL) sentezi aşamasında hem ATP harcanır hem de NADPH molekülleri yükseltgenir.

Cevap

3-fosfogliseratın (PGA) fosfogliseraldehite (PGAL) dönüştüğü indirgenme evresinde hem ATP hem de NADPH tüketimi gerçekleşmektedir.
Calvin döngüsünün indirgenme fazında, 3-karbonlu bir asit olan PGA, önce ATP kullanılarak aktive edilir, ardından NADPH'ın elektronlarını ve protonlarını alarak PGAL'e (bir aldehit) indirgenir. Bu süreçte hem ATP'nin hidrolizi hem de NADPH'ın yükseltgenmesi zorunludur.

Adım Adım Çözüm

1
Döngünün basamaklarını belirleme
Calvin döngüsü; karbon tespiti, indirgenme ve RuBP'nin yenilenmesi (rejenerasyon) olmak üzere üç temel evreden oluşur.
Olayların gerçekleşme sırasını ve kullanılan girdileri analiz etmek için.
2
İndirgenme evresindeki enerji kullanımını analiz etme
PGA molekülleri önce ATP ile fosforillenerek kararsız ara bileşiklere (DPGA) dönüşür, ardından NADPH'tan hidrojen alarak (indirgenerek) PGAL moleküllerini oluşturur.
Hangi basamakta hangi moleküllerin tüketildiğini saptamak için.
3
Stokiyometrik hesaplama yapma
1 glikoz (6C) sentezi için: 6 CO2CO_2 girişi yapılır. Bu süreçte 12 NADPH yükseltgenir ve toplamda (12'si indirgenmede, 6'sı yenilenmede olmak üzere) 18 ATP harcanır.
Seçeneklerdeki sayısal verilerin doğruluğunu kontrol etmek için.

Anahtar Kavram

Calvin Döngüsünde İndirgenme ve Enerji Kullanımı
Tahmini Süre:2m 0s