Hücresel Solunum: Glikoliz Evresi

7 soru

Soru 1Soru

Glikoliz, hücresel solunumun tüm çeşitlerinde (oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyon) ortak olarak gerçekleşen başlangıç evresidir.

Glikoliz evresi ile ilgili;

I. Reaksiyonlar hücrenin sitoplazmasında gerçekleşir.
II. Tepkimelerin başlayabilmesi ve devam edebilmesi için ortamda serbest oksijen (O2O_2) bulunması zorunludur.
III. Süreç boyunca hem ATP harcanır hem de substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP sentezi yapılır.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve III

Cevap

Glikoliz reaksiyonları tüm canlılarda sitoplazmada gerçekleşir ve bu evrede oksijen kullanılmaz; süreçte hem ATP tüketimi hem de üretimi mevcuttur.
Doğru olan ifadeler glikolizin sitoplazmada gerçekleşmesi ve süreçte hem ATP harcanıp (aktivasyon) hem de üretilmesidir (substrat düzeyinde fosforilasyon). Glikoliz tüm canlılar için evrenseldir ve oksijene ihtiyaç duymaz.

Adım Adım Çözüm

1
Glikolizin hücresel konumunun belirlenmesi
Glikoliz, prokaryot ve ökaryot tüm hücrelerde sitoplazmada gerçekleşir.
Glikoliz enzimleri tüm canlılarda sitoplazmada serbest halde bulunur.
2
Oksijen gereksiniminin değerlendirilmesi
Glikoliz basamaklarında serbest oksijen (O2O_2) kullanılmaz.
Glikoliz, hem aerobik hem de anaerobik metabolizmaların ortak ve oksijensiz basamağıdır.
3
Enerji (ATP) bilançosunun kontrol edilmesi
Başlangıçta 2 ATP harcanır (aktivasyon enerjisi), sonrasında 4 ATP üretilir.
Glikozun kararsız hale gelmesi için enerji harcanırken, ara bileşiklerin oksidasyonu sırasında substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP sentezlenir.

Anahtar Kavram

Glikoliz evresi, tüm hücresel solunum çeşitlerinin sitoplazmada gerçekleşen ve oksijen gerektirmeyen ortak başlangıç aşamasıdır.

Daha Fazla Pratik

Glikoliz evresinde oluşan NADH moleküllerinin farklı solunum çeşitlerinde (fermantasyon vs oksijenli solunum) nasıl kullanıldığını inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 2Soru

Hücresel solunum reaksiyonlarının tüm canlılarda ortak olarak gerçekleşen ilk evresi glikolizdir. Glikoliz reaksiyonlarının sitoplazmadaki işleyiş mekanizmasını inceleyen bir araştırmacı, izole bir reaksiyon kabına glikoliz için gerekli tüm enzim, koenzim ve inorganik maddeleri ekleyerek glukoz yıkımını gözlemlemiştir.

Reaksiyon sürecinde gözlemlenen hücresel ve kimyasal değişimler dikkate alındığında;

I. Glikoliz reaksiyonlarının başlayabilmesi için başlangıçta ATPATP harcanması zorunlu olup, bu durum glukozun aktivasyon enerjisinin aşılmasını sağlar.
II. Ortamda serbest NAD+NAD^+ koenziminin tükenmesi, gliseraldehit-3-fosfat (G3PG3P) molekülünün yükseltgenmesini ve dolayısıyla substrat düzeyinde fosforilasyonla net ATPATP üretimini durdurur.
III. Glikoliz reaksiyonlarında glukozun pirüvata kadar yıkımı sürecinde doğrudan oksijen gazı (O2O_2) tüketilir ve bu reaksiyonlar mitokondri organelinde gerçekleşir.
IV. Glikoliz evresi, glukoz moleküllerinin su katılarak daha küçük birimlere ayrıştırıldığı bir hidroliz (sindirim) reaksiyonu olup, bu süreçte hücredeki diğer hidroliz reaksiyonlarında olduğu gibi ATPATP harcanır.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

I ve II ifadeleri doğrudur.
Glikoliz reaksiyonlarının başlaması için glukozun 2 ATP harcanarak aktifleşmesi gerekir (I. öncül). Ayrıca G3P moleküllerinden elektron ve protonların uzaklaştırıldığı yükseltgenme basamağının sürmesi, ortamda hidrojenleri yakalayacak olan serbest NAD+ koenzimlerinin bulunmasına bağlıdır; NAD+ bulunmadığında bu basamak tıkanır ve sonrasındaki SDF ile ATP sentezi durur (II. öncül). Bu nedenle 'I ve II' öncüllerini içeren seçenek doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Glukozun aktivasyon basamağını analiz etme.
Glukozun reaksiyona girmesi için başlangıçta 2 ATP harcanarak fruktoz-1,6-bifosfata dönüştürülmesi gerekir. Bu durum glukozun aktivasyon enerjisinin aşılmasını sağlar. Bu nedenle birinci öncül doğrudur.
Glukoz kararlı bir moleküldür ve reaksiyonun başlaması için enerji yatırımı (aktivasyon) zorunludur.
2
NAD+ koenziminin glikolizdeki rolünü ve sınırlayıcı etkisini belirleme.
Gliseraldehit-3-fosfat (G3P) molekülünün yükseltgenmesi sırasında NAD+ koenzimi hidrojen alarak indirgenir. Ortamda serbest NAD+ koenzimi kalmazsa bu yükseltgenme basamağı durur, 1,3-bifosfogliserat oluşamaz ve dolayısıyla sonraki basamaklardaki substrat düzeyinde fosforilasyonla ATP üretimi kesintiye uğrar. Bu nedenle ikinci öncül doğrudur.
Oksidasyon basamağında elektron/proton alıcısı olarak işlev gören koenzimin (NAD+) sürekliliği reaksiyon zinciri için kritiktir.
3
Oksijen gereksinimi ve reaksiyon konumunu değerlendirme.
Glikoliz reaksiyonları tüm canlılarda sitoplazmada gerçekleşir ve oksijen gazı (O2O_2) kullanılmaz. Oksijen, solunumun sonraki evrelerinde (ETS basamağında) son elektron alıcısı olarak görev yapar. Bu nedenle üçüncü öncül yanlıştır.
Glikoliz evresi anaerobik koşullarda da aynı şekilde yürütülebilen ortak bir başlangıç evresidir.
4
Glikoliz reaksiyonunun kimyasal niteliğini (katabolizma vs. hidroliz) belirleme.
Glikoliz bir hidroliz (sindirim) reaksiyonu değil, hücre içi organik molekül yıkımı (hücresel solunumun başlangıç aşaması) sürecidir. Ayrıca hücre içindeki hidroliz tepkimelerinde ATP harcanmaz veya üretilmez. Bu nedenle dördüncü öncül yanlıştır.
Hidroliz ve solunum farklı katabolik reaksiyon türleridir ve enerji dönüşüm dinamikleri tamamen farklıdır.

Anahtar Kavram

Glikoliz evresindeki enerji yatırımı (aktivasyon), oksidasyon (NAD+ indirgenmesi) ve ATP üretimi süreçleri ile glikolizin oksijensiz ortamda, sitoplazmada gerçekleşmesi.
Soru 3Soru

Glikoliz evresi, hücresel solunumun başlangıç aşaması olup tüm canlılarda sitoplazmada gerçekleşen ortak bir süreçtir. Bu evre ile ilgili olarak verilen;

I. Glikozun reaksiyona girebilmesi için ATPATP harcanarak aktifleşmesi gerekir.
II. Reaksiyonlar sonucunda oluşan net ATPATP kazancı, substrat düzeyinde fosforilasyon ile üretilen toplam ATPATP miktarının yarısıdır.
III. Ortamda serbest oksijen bulunması durumunda NAD+NAD^+ molekülleri indirgenirken, oksijen yokluğunda doğrudan yükseltgenir.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Glikozun aktivasyonu için ATP harcanması ve net ATP kazancının üretilenin yarısı olması ifadeleri doğrudur.
Glikoliz reaksiyonlarının başlaması için 2 molekül ATP harcanarak glikozun aktifleştirilmesi şarttır. Reaksiyonlar boyunca substrat düzeyinde fosforilasyon ile toplam 4 ATP üretilir. Harcanan miktar düşüldüğünde elde kalan 2 ATP'lik net kazanç, üretilen toplam miktarın tam yarısıdır. Bu nedenle I ve II numaralı ifadeler doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Glikozun aktivasyon aşamasını değerlendirme
Glikozun reaksiyona girmesi için 2 molekül ATP harcanır.
Kararlı bir molekül olan glikozun parçalanabilmesi için enerji verilerek aktifleşmesi (fruktoz-bisfosfata dönüşmesi) gerekir.
2
ATP üretim ve net kazanç hesabı
Toplam 4 ATP üretilir, net kazanç 2 ATP'dir.
Substrat düzeyinde fosforilasyon ile 4 ATP üretilirken, başlangıçta 2 ATP harcandığı için net kazanç 2 olur. Bu da toplamın yarısına (2/42/4) tekabül eder.
3
NAD+ molekülünün değişimini inceleme
Glikolizde NAD+ sadece indirgenir.
Glikoliz evresi oksijenden bağımsızdır. Bu evrede NAD+NAD^+ koenzimi hidrojen alarak indirgenir (NADHNADH oluşur). NADHNADH'ın tekrar NAD+NAD^+'a yükseltgenmesi glikolizden sonraki evrelerde (fermantasyon veya ETS) gerçekleşir.

Anahtar Kavram

Glikoliz Evresi Enerji Dengesi ve Evrensel Özellikleri
Soru 4Soru

Hücresel solunumun başlangıç aşaması olan glikoliz evresinde meydana gelen aşağıdaki olayları, gerçekleşme sırasına göre düzenleyiniz.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Sıralama; glikozun aktivasyonu (ATP harcanması), altı karbonlu yapının bölünmesi, NAD+ molekülünün indirgenmesi ve son olarak substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP sentezlenmesi şeklindedir.
Glikoliz süreci her zaman glikozun aktivasyonu ile başlar. Bunu molekülün 3 karbonlu yapılara bölünmesi izler. Ardından oksidasyon (NADH oluşumu) gerçekleşir ve en sonunda substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP üretilerek pirüvat elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Enerji yatırım evresini belirlemek.
Glikozun tepkimeye girebilmesi için önce 2 ATP harcanarak aktifleştirilmesi gerektiği tespit edilir.
Glikoz kararlı bir moleküldür ve parçalanabilmesi için aktivasyon enerjisine ihtiyaç duyar.
2
Karbon iskeletindeki değişimi takip etmek.
6 karbonlu fruktoz difosfatın, 3 karbonlu iki adet PGAL molekülüne parçalandığı görülür.
Glikolizin temel amacı karbon bağlarını kopararak enerji açığa çıkarmaktır.
3
Oksidasyon ve koenzim faaliyetini incelemek.
PGAL'den ayrılan hidrojenlerin NAD+ koenzimine aktarılarak NADH üretildiği saptanır.
Hidrojen ayrılması (oksidasyon), ATP üretiminden hemen önceki basamaklarda gerçekleşir.
4
Enerji kazanım evresini saptamak.
Substrat düzeyinde fosforilasyon ile toplam 4 ATP sentezlenerek tepkimenin pirüvat oluşumuyla tamamlandığı görülür.
Enerji kazanımı, glikoliz reaksiyonlarının en son aşamasında gerçekleşen defosforilasyon tepkimeleriyle sağlanır.

Anahtar Kavram

Glikoliz reaksiyonlarının evreleri ve ürün oluşum sırası.
Soru 5Soru

Hücresel solunumun glikoliz evresi, bir molekül glikozun çeşitli enzimler yardımıyla pirüvata kadar parçalandığı ve tüm canlılarda sitoplazmada gerçekleşen ortak bir süreçtir.

Glikoliz evresiyle ilgili,

I. Glikozun reaksiyona girmesi için aktivasyon enerjisi olarak 22 ATP harcanır.
II. Glikozdan ayrılan hidrojen atomları NAD+NAD^+ koenzimi tarafından tutularak NADHNADH sentezlenir.
III. Reaksiyonun gerçekleşmesi için hücrenin ortamda moleküler oksijen (O2O_2) bulundurması zorunludur.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Glikoliz evresinde glikozun aktifleşmesi için 2 ATP harcanır ve NAD+ koenzimi indirgenerek NADH oluşur; ancak bu evrede oksijen kullanılmaz.
Glikoliz evresinde başlangıçta glikozun reaksiyona girmesini sağlamak amacıyla 22 ATP harcanarak aktivasyon sağlanır. Ardından gerçekleşen oksidasyon basamaklarında NAD+NAD^+ koenzimi hidrojen alarak NADHNADH formuna indirgenir. Bu iki olay glikolizin karakteristik özellikleridir.

Adım Adım Çözüm

1
Aktivasyon aşamasını değerlendir
Glikozun kararsız hale getirilip tepkimeye girebilmesi için 22 ATP harcanır (Enerji yatırım evresi).
Glikoz molekülü kararlı bir yapıda olduğu için doğrudan parçalanamaz; fosfat eklenerek aktifleştirilmesi gerekir.
2
Oksidasyon ve koenzim kullanımını incele
Glikozdan ayrılan hidrojenler NAD+NAD^+ tarafından tutulur ve 22 adet NADHNADH sentezlenir.
Substratın oksidasyonu (elektron kaybı) sırasında açığa çıkan elektronlar ve protonlar taşıyıcı koenzimlere aktarılır.
3
Oksijen gereksinimini kontrol et
Glikoliz anaerobik (oksijensiz) bir süreçtir; oksijen varlığı veya yokluğu bu evrenin gerçekleşmesini engellemez.
Glikoliz evresinde oksijen harcanmaz ve reaksiyonlar sitoplazmadaki enzimler aracılığıyla yürütülür.

Anahtar Kavram

Glikoliz evresinin girdileri, çıktıları ve oksijenden bağımsız olma özelliği
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 6Soru

Ökaryotik bir hücrenin sitoplazmasında gerçekleşen glikoliz reaksiyonlarına ait aşağıda verilen olayları, gerçekleşme sırasına göre baştan sona doğru diziniz.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Glikoliz evresi sırasıyla; glikozun ATP ile aktifleştirilmesi, altı karbonlu bileşiğin üç karbonlu PGAL moleküllerine parçalanması, NAD+ koenziminin indirgenmesiyle DPGA oluşumu ve son olarak substrat düzeyinde fosforilasyon ile pirüvat sentezlenmesi şeklinde gerçekleşir.
Glikoliz süreci 'hazırlık' ve 'enerji kazanımı' olmak üzere iki ana safhadan oluşur. Hazırlık safhasında glikozun ATPATP ile aktifleştirilmesi ve ardından 3 karbonlu şekerlere parçalanması gerçekleşir. Enerji kazanımı safhasında ise önce NAD+NAD^+ indirgenerek elektronları tutar, ardından fosfat aktarımıyla ATPATP ve son ürün pirüvat sentezlenir.

Adım Adım Çözüm

1
Enerji yatırım evresinin belirlenmesi
Glikozun fosforillenmesi
Glikoz kararlı bir moleküldür ve parçalanabilmesi için 2 molekül ATPATP harcanarak aktifleşmesi gerekir.
2
Karbon iskeletinin bölünmesi
2 molekül PGAL oluşumu
Altı karbonlu fruktoz 1,6-bifosfat kararsızdır ve enzimlerle ikiye bölünerek üç karbonlu ara bileşiklere dönüşür.
3
Yükseltgenme ve NAD+NAD^+ indirgenmesi
NADHNADH sentezi
PGAL'den ayrılan hidrojenler NAD+NAD^+ koenzimine aktarılır; bu sırada inorganik fosfat katılımıyla yüksek enerjili bağlar içeren DPGA oluşur.
4
Enerji kazanım evresi ve son ürün oluşumu
4 ATPATP (brüt) ve 2 pirüvat
Ara bileşiklerdeki fosfatlar substrat düzeyinde fosforilasyonla ADPADP'ye aktarılır ve reaksiyon pirüvat oluşumuyla sitoplazmada tamamlanır.

Anahtar Kavram

Glikoliz Evresi Basamakları
Soru 7Soru

Hücresel solunumun başlangıç aşaması olan glikoliz evresinde gerçekleşen moleküler değişimleri incelemek amacıyla, karbon atomları radyoaktif olarak işaretlenmiş bir glikoz molekülü (14C6H12O6^{14}C_6H_{12}O_6) uygun bir hücresel ortama bırakılmıştır. Glikoliz evresi tamamlandığında gerçekleşen olaylarla ilgili;

I. İşaretli karbon atomlarının tamamına, reaksiyon sonunda oluşan pirüvat moleküllerinin yapısında rastlanır.
II. Substrat düzeyinde fosforilasyon ile sentezlenen toplam ATP sayısı, aktivasyon enerjisi için harcanan ATP sayısının iki katıdır.
III. Hidrojen taşıyıcı koenzim olan NAD+NAD^+, elektron ve proton alarak yükseltgenir.
IV. Ortamda serbest oksijen (O2O_2) bulunması, bir molekül glikozdan elde edilen pirüvat sayısını ve glikoliz hızını doğrudan artırır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

İşaretli karbonların pirüvatta bulunması ve toplam üretilen ATP'nin harcananın iki katı olması ifadelerini içeren seçenek doğrudur.
İşaretli karbon atomlarının tamamı pirüvatın yapısına geçer (I) çünkü glikolizde karbon kaybı yaşanmaz. Ayrıca aktivasyon için 2 ATP harcanırken, brüt (toplam) 4 ATP üretilir ki bu da harcanan miktarın iki katıdır (II).

Adım Adım Çözüm

1
Karbon takibi yapılması
Glikolizde CO2CO_2 çıkışı olmaz; 6 karbonlu glikoz, 3 karbonlu 2 pirüvata dönüşür. Bu nedenle karbonların tamamı pirüvattadır.
Glikoliz evresinde dekarboksilasyon (karbon çıkışı) reaksiyonu gerçekleşmez.
2
Enerji bilançosunun hesaplanması
Aktivasyon için 2 ATP harcanır, substrat düzeyinde fosforilasyon ile 4 ATP üretilir (4=2×24 = 2 \times 2).
Glikozun kararsız hale gelmesi için 2 ATP tüketilirken, ara basamaklarda 4 ATP sentezlenir.
3
Redoks (indirgenme-yükseltgenme) kontrolü
NAD+NAD^+ elektron alarak NADHNADH'a dönüşür, yani indirgenir.
Elektron alan bir molekülün değerliğinin azalması biyokimyada indirgenme (reduksiyon) olarak tanımlanır.
4
Oksijen bağımlılığının analizi
Oksijen varlığı glikoliz verimini veya pirüvat sayısını değiştirmez.
Glikoliz tüm canlılarda sitoplazmada gerçekleşen ve oksijen gerektirmeyen anaerobik bir süreçtir.

Anahtar Kavram

Glikoliz Evresi Girdi-Çıktı Analizi ve Karbon Korunumu

Daha Fazla Pratik

Glikolizden sonra gerçekleşen pirüvat oksidasyonu evresinde karbon sayısındaki değişimi ve NADH oluşumunu inceleyiniz.
Tahmini Süre:2m 0s
Hücresel Solunum: Glikoliz Evresi Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin