Hücresel Solunum Testi

Doğru cevap: A) 2 piruvat, 2 NADH ve net 2 ATP

Glikolizde 6 karbonlu glikoz, sitoplazmada 3 karbonlu 2 piruvata parçalanır. Tepkimeler sonucunda 2 NADH ve 4 ATP oluşur; başlangıçta 2 ATP harcandığı için net kazanç 2 ATP'dir. Asetil-CoA piruvatın mitokondrideki oksidasyonuyla, laktik asit ise fermantasyonun son ürün evresinde oluşur. CO₂ ve H₂O, oksijenli solunumun sonraki evrelerinde açığa çıkar.

Doğru cevap: C) Hücrenin sitoplazmasında

Glikoliz; oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyonun ortak ilk basamağıdır ve hücrenin sitoplazmasında gerçekleşir. Ökaryot hücrelerde Krebs döngüsü mitokondri matriksinde, ETS ise kristalarda gerçekleşir.

Doğru cevap: D) ATP sentaz

ATP sentaz, mitokondrinin iç zarında bulunan bir enzimdir; kloroplastlarda da bulunur. ETS'de elektronların taşınmasıyla oluşan hidrojen iyonu (H+) derişim farkı, H+ iyonlarının ATP sentaz üzerinden geçmesini sağlar; bu sırada ADP'ye fosfat eklenerek ATP sentezlenir. Klorofil ışığı soğuran bir pigment, hemoglobin oksijen taşıyan bir protein, amilaz ise nişastayı sindiren bir enzimdir.

Doğru cevap: D) Artar.

Oksijenli solunumun genel denklemine göre (C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP + ısı) glikoz parçalandıkça su oluşur. Tepkimeler sırasında bir miktar su kullanılsa da ETS'nin sonunda oksijenin elektron ve protonlarla birleşmesiyle daha fazla su oluşur; bu yüzden ortamdaki su miktarı artar.

Doğru cevap: C) Yüzey alanını artırarak ATP üretimini desteklemek

Kristalar, mitokondrinin iç zarının kıvrımlarıdır. Kıvrımlar yüzey alanını artırır; böylece zar üzerinde daha fazla ETS elemanı ve ATP sentaz enzimi bulunur ve ATP üretimi desteklenir. Krebs döngüsü enzimleri matrikste bulunur; ışık enerjisini soğuran yapılar ise kloroplastta yer alır.

Doğru cevap: A) Yalnızca Krebs döngüsünde

NAD+ glikolizde, piruvatın oksidasyonunda ve Krebs döngüsünde hidrojen alarak NADH'ye dönüşür. FAD ise yalnızca Krebs döngüsünde hidrojen alarak FADH2'ye dönüşür. FADH2 taşıdığı elektronları ETS'ye verir; ETS'de FAD indirgenmez, FADH2 yükseltgenerek yeniden FAD'ye dönüşür.

Doğru cevap: A) Nitrat (NO₃⁻)

Oksijensiz solunumda ETS görev yapar ancak son elektron alıcısı oksijen değildir. Bazı bakteri ve arkeler son elektron alıcısı olarak nitrat (NO₃⁻), sülfat (SO₄²⁻), karbondioksit (CO₂) gibi inorganik maddeleri kullanır. Piruvatın elektron alıcısı olarak kullanılması laktik asit fermantasyonunda görülür; NAD⁺ ise elektron taşıyan bir koenzimdir.

Doğru cevap: C) Oksijen kullanımı gerektirir.

Glikoliz sitoplazmada gerçekleşir ve sonunda piruvat oluşur; bu evrede oksijen kullanılmaz. Oksijen yalnızca ETS'nin son basamağında elektron alıcısı olarak kullanılır. Glikoliz; oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyonda ortak olarak gerçekleşir.

Doğru cevap: C) H+ derişim farkı oluşturup ATP sentazla ATP üretmek

ETS'de elektronların taşınması sırasında açığa çıkan enerjiyle H+ iyonları iç zar ile dış zar arasındaki boşluğa pompalanır. Böylece iç zarın iki yanında bir H+ derişim farkı (potansiyel enerji) oluşur. H+ iyonları ATP sentaz enzimi üzerinden matrikse geri dönerken ADP ve fosfattan ATP sentezlenir. Bu mekanizma kemiozmotik model olarak adlandırılır.

Doğru cevap: D) ETS'de elektronların oksijene aktarılmasını engellediği için

Siyanür, ETS'nin son basamağında elektronları oksijene aktaran sitokrom oksidaz enzimini engeller. Elektron akışı durunca oksijen kullanılamaz ve ETS'de ATP üretimi kesilir. Enerji ihtiyacı yüksek olan beyin ve kalp hücreleri kısa sürede işlevini yitirir. Hemoglobinin oksijen bağlamasını engelleyen zehir ise karbonmonoksittir.