Biyoloji konu anlatımları                         Sayfa-1

        Önceki Sayfa        Ana Sayfa       Sonraki Sayfa


*  Biyolojinin Alt dalları

**  Canlıların Ortak Özellikleri

***  Hücrenin Yapısı

****  Besinler Ayıraçlar

Biyolojinin Alt Dalları

 

Biyoloji, canlıların bütün özelliklerini ve hayat olaylarını inceleyen bir bilim dalıdır. Biyoloji ile uğraşan bilim adamlarına biyolog denir. Biyologların amacı ve Biyoloji biliminin esas gayesi; canlılar dünyasından insanlığa faydalı sonuçlar çıkarmaktır.

Biyolojinin Alt Dalları

Biyoloji 3 ana dala ayrılır;

–Botanik:  Bitkileri inceleyen bilim dalıdır.

–Zooloji:  Hayvanları inceleyen bilim dalıdır.

Mikrobiyoloji: Mikroskobik canlıları inceleyen bilim dalıdır.

Bunların haricinde biyoloji daha alt dallara ayrılmıştır;

Mikoloji: Mantarları inceleyen bilim dalıdır.

Viroloji: Virüsleri inceleyen bilim dalıdır.

Bakteriyoloji: Bakterileri inceleyen bilim dalıdır.

Entomoloji: Böcekleri inceleyen bilim dalıdır. Vb. gibi, her canlı grubu için özel bilim dalları oluşturulmuştur.

Bu bölümlerin her birisi, canlının değişik özelliklerini incelemeleri bakımından kendi içinde de alt bölümlere ayrılır;

Sitoloji: Hücrenin yapısını ve metabolizmasını inceler (Hücre Bilimi).

Histoloji: Dokuların yapısını ve işleyişini inceler (Doku Bilimi).

Fizyoloji: Bir doku, organ veya sistemin işlevlerini inceleyen bilim dalıdır (Fonksiyon Bilimi).

Anatomi: Canlıların vücut içyapısını inceleyen bilim dalıdır (Yapı Bilimi).

Morfoloji: Canlıların vücud dış görünüşüyle ilgili çalışmalar yapan bilim dalıdır (Şekil Bilimi).

Taksonomi (Sistematik): Canlıların sınıflandırılmasını yapan bilim dalıdır. Tabiattaki canlıların farklılıklarını ve benzerliklerini gözeterek onları sistematik kategoriler yerleştirir (Sınıflandırma Bilimi).

Genetik: Canlılardaki özelliklerin dölden döle aktarılışını, bu özelliklerin aktarılmasını sağlayan genlerin yapısını, ve meydana gelen değişmeleri inceleyen bilim dalıdır (Kalıtım Bilimi).

Ekoloji: Canlıların çevreyle ve birbiriyle olan ilişkilerini inceler. (Çevre bilimi)

Embriyoloji: Organizmanın zigottan ata canlıya benzer hale gelinceye kadar geçirmiş olduğu gelişmeleri inceleyen bilim dalıdır (Yavru Bilimi).

Moleküler Biyoloji:  Hücredeki önemli moleküllerin yapılarını ve işleyişlerini inceler. Özellikle DNA ‘nın yapısını, protein sentezini, gen  enzim ilişkisini inceleyen bir bilimdir (Molekül Bilimi).

 

Canlıların Ortak Özellikleri

 

Canlı kelimesi soyut bir kavram olup bazı özelliklerine bakarak tanımlanabilmektedir. Bu özelliklere canlıların ortak özellikleri denir.

1 Bütün canlılar hücrelerden meydana gelmiştir. Canlılar tek ve çok hücreli olarak iki gruptur.

2 Bütün canlılarda organizasyon vardır. Tek hücrelilerde hücre organelleri arasında, çok hücreli canlılarda hücreler, dokular, organlar ve sistemler arasında bir koordinasyon ve düzen vardır.

3 Bütün canlılarda duyarlılık ve hareket vardır. Duyarlılık, çevreden gelen çeşitli etkilere karşı verilen tepkidir. Hayvanlarda tepki ve hareket aktiftir. Bitkilerde ise; yönelme ve durum değiştirme şeklindedir.

4 Bütün canlılar çoğalır. Canlıların soylarının devamı için kendine benzer yeni yavru oluşturmasına üreme denir. Bireyin yaşaması için değil soyunu devam ettirmesi için şarttır. Canlılarda iki çeşit üreme görülür;

a) Eşeysiz üreme: Bir canlının tek başına yeni yavrular oluşturmasıdır. Kalıtsal çeşitlilik olmaz.  Oluşan yavrular ata canlı ile tıpa tıp aynıdır.

b) Eşeyli üreme: Erkek ve dişi üreme hücrelerinin birleşmesiyle yeni özelliklere sahip canlıların oluşmasıdır. Kalıtsal çeşitlilik meydana gelir.

5 Bütün canlılar solunum yaparlar. Canlılar aldıkları besin maddelerini oksijenli veya oksijensiz solunumda kullanarak enerji üretirler. Bu olay hayat boyunca devam etmek zorundadır. Bu enerjiyi büyüme, gelişme ve yenilenme v.b olaylarda kullanırlar.    

6 Bütün canlılar metabolizma gerçekleştirir. Canlı vücudunda meydana gelen bütün biyokimyasal reaksiyonlara metabolizma denir. Canlılardaki metabolizma ikiye ayrılır;

a) Anabolizma: Özümleme (yapım = asimilasyon) reaksiyonlarıdır. Örnek: Fotosentez, protein sentezi, nişasta sentezi, DNA sentezi vb.

b) Katabolizma: Yadımlama (yıkım = disimilasyon) reaksiyonlarıdır. Örnek: Solunum, protein sindirimi, yağ sindirimi vb.

7 Bütün canlılar büyürler. Tek hücrelilerde sitoplazma miktarındaki artış, çok hücrelilerde hücre sayısındaki artış büyümedir. Bitkilerde büyüme sınırsız, hayvanlarda ise sınırlıdır.

8 Bütün canlılar beslenirler. Hayvanlar besinlerini hazır olarak alır (heterotrof). Bitkiler ise besinlerini fotosentezle kendileri üretir (ototrof). Besinler canlılarda üç türlü değerlendirilir;

a) Solunumla enerji elde etme.

b) Vücut yapısına katma.

c) Kimyasal reaksiyonları düzenlemek.

9 Bütün canlılar boşaltım yaparlar. Boşaltım metabolizma sonucu oluşan artık maddelerin vücuttan uzaklaştırılmasıdır. Hayvanlar böbrek, akciğer ve deri ile bitkiler ise, yaprak, gövde ve kökler ile boşaltım yaparlar.

Not: Virüsler bağımsız yaşayamadıkları ve hücresel yapıda olmadıkları için mecburi parazittirler. Canlılık ve cansızlık özelliği gösterebilirler. Konak canlı bulamadıklarında kristalleşirler, konak canlı bulduklarında da çoğalabilme özelliğine sahiptirler.

Hücrenin Yapısı

 

Canlıların en küçük yapı ve görev birimine hücre denir. Hücre kavramı ilk kez Robert Hooke tarafından ortaya atılmıştır.

Hücre Teorisi

1. Bütün canlılar hücrelerden meydana gelmiştir.

2. Hücreler daha önce var olan hücrelerin bölünmesiyle oluşur.

3. Canlılar, tek, koloni ya da çok hücrelidir.

4. Canlının kalıtım materyali hücre içerisinde bulunur.

Çok hücreli canlılarda hücreler yapmış oldukları görevlere göre farklı şekil ve büyüklüktedir. Hücreler birleşerek doku ve organları oluşturur.

Canlılar âleminde çekirdek yapısı ve organel durumuna göre iki tip hücre vardır. Bunlar;

1. Prokaryot hücre

Kalıtım materyali bir zar ile çevrilmemiştir ve zarlı organel bulundurmazlar. Bakteriler, Mavi  yeşil algler Prokaryot tipi hücrelere sahiptir. Bu tip hücrelerden oluşan canlılar, Monera âleminde incelenmektedir. Bu canlılarda hücre çeperi vardır. Organel olarak sadece ribozom bulundururlar.

2. Ökaryot hücre

Kalıtım materyali zarla çevrili hücrelerdir. Protista, mantar, bitki ve hayvanlar âlemi canlıları Ökaryot hücre tipine sahiptir.

Ökaryot bir hücre üç kısımda incelenir;

1. Hücre zarı

2. Sitoplâzma ve hücre organelleri

3. Çekirdek

I. HÜCRE ZARI

Hücre zarının görevleri

— Hücrenin dağılmasını önler.

— Aynı dokudaki hücrelerin birbirini tanımasını sağlar.

— Hücredeki madde alış  verişini kontrol eder.

— Hücredeki bazı yapıları (koful gibi) oluşturur.

— Hücreyi dış etkilere karşı korur.

Hücre zarının yapısı

Yapısında, % 65 protein, % 33 yağ, % 2 karbonhidrat bulunur. Kalınlığı 75–100 0A’dur. Canlı, esnek, yarı saydam ve seçici geçirgendir.

Birim Zar Modeli

Birim zar modelinde; Proteinler katman olarak hücre zarını çevreler. Porların sayısı ve yeri sabittir. Bu özelliklerden dolayı canlılık olaylarını ve seçici geçirgenliği açıklayamaz.

Akıcı Mozaik Zar Modeli

Proteinler akıcı yağ tabakası içine gömülmüş (gömülü protein) olarak ya da dış yüzeyde (yüzeysel protein) bulunur. Karbonhidratlar ya protein üzerinde (glikoprotein) ya da lipidler üzerinde (glikolipid) bulunur. Hücre zarında seçici geçirgenliği sağlayan ve por adı verilen delikler vardır. Porların yeri ve sayısı sabit değildir. Hücre zarında bulunan fosfolipitler zara akıcı bir özellik verir.

Hücre zarının yapısındaki protein, yağ ve karbonhidratların dizilişi hücre zarının özgüllüğünü belirler.

Glikoproteinlerin görevleri;

1. Hücreye girecek olan maddeleri tanır.

2. Bazı proteinler, virüs reseptörü olarak görev yapar.

3. Alyuvarların zarında bulunan bazı proteinler kan grubunu belirler.

4. Komşu hücrelerin birbirini tanımasını sağlar. Böylece, doku nakillerinde önem arz eder.

Hücre Zarının Farklılaşması İle Oluşan Yapıları

1 Mikrovillus: Bağırsak epitelinde besinleri emme görevi olan hücrelerde, hücre zarının bir miktar sitoplâzmayla dışarı doğru oluşturduğu parmak şeklindeki uzantılara villus denir. Villusların üzerindeki daha küçük uzantılara mikrovillus denir.

2 Yalancı ayak: Amip, akyuvar ve cıvık mantar hücrelerinde besin bulma ve yer değiştirme için hücre zarının oluşturduğu geçici uzantılara yalancı ayak denir.

3 Sil: Paramesyum ve bakteriler gibi canlıların hareketini sağlamak için hücre zarından oluşturulan uzantılara sil denir.

4 Kamçı: Sillere göre daha uzun ve az sayıdaki hareket organlarına kamçı denir. Öglena gibi tek hücrelilerde görülür.

5 Pinositoz cebi: Porlardan geçemeyecek kadar büyük sıvı besinlerin alınmasında hücre zarında oluşan geçici çöküntülere pinositoz cebi denir. Hayvansal hücrelerde görülür.

6 Mesozom: Bakterilerde mitokondri görevi gören zar kıvrımlara Mesozom denir. Burada solunum enzimleri bulunur.

Hücre Çeperi

Bitki hücrelerinde bulunur. Cansız, sert, tam geçirgen, selülozdan yapılmış koruyucu bir yapıdır. Üzerindeki geçitler büyüktür. Mantarlar ve monera âlemi canlılarında da bulunur.

Bakteri ve mantarların çeperi selüloz değildir. Protein, yağ ve karbonhidratların özel bileşiminden oluşmuştur.

Bitki türüne göre çeper içinde lignin (odun), süberin (mantar), gibi farklı maddeler birikir.

Çeper, bitki hücrelerine şekil verir. Turgor basıncından dolayı hücrenin patlamasını önler bu sayede destek görevi görür.

II.SİTOPLÂZMA VE HÜCRE ORGANELLER

1. SİTOPLÂZMA

Hücrede birçok hayatsal olayların gerçekleştiği yerdir. Yarı kolloidal (yarı sıvı) bir yapı gösterir. içinde organeller, su, proteinler, yağlar, karbonhidratlar, tuzlar, vitaminler, hormonlar ve çeşitli iyonlar bulunur.

2. HÜCRE ORGANELLERİ

Hücrede metabolik olayları gerçekleştiren özel yapılara organel denir.

1) Endoplâzmik retikulum: Hücre zarı ile çekirdek arasında uzanan ve hücreyi ağ gibi kaplamış kanalcık sistemidir. Hayvan hücrelerine şekil verir. Hücre içinde madde taşınması ve depolanması görevini yapar.

Üzerinde ribozom olanlara granüllü, ribozom olmayanlara granülsüz E.R. adı verilir. Protein sentezinin çok olduğu hücrelerde granüllü, yağ sentezinin çok olduğu hücrelerde granülsüz E.R. fazla oranda bulunur. Ayrıca golgi ve lizozom organellerini oluşturabilirler. E.R. hücre bölünmesinden önce eriyerek kaybolur, sonra yeniden oluşur.

2) Golgi: Granülsüz E.R.’den oluşur. Hücrelerin salgı ve paketlemesini sağlar. Salgı yapan hücrelerde bol bulunur. Örneğin; tükrük bezi ve süt bezlerinde olduğu gibi. Ribozomda sentezlenen proteinler önce E.R. ye, sonra golgiye geçerek paketlenir.

Hücre zarındaki glikolipid ve glikoproteinlere son şeklini verir. Hücre çeperinin yapısına katılan selülozu üretir. Lizozom organellerini oluşturur.

3) Lizozom: Tek katlı zarla çevrilidir. içinde sindirim enzimleri bulunur. Endositozla alınan veya hücre içinde bulunan kompleks molekülleri sindirir.

Hücrede yaşlanmış organelleri ve zararlı maddeleri yok eder. Akyuvarlarda alınan mikropları parçalar.

Herhangi bir sebepten dolayı, lizozomun zarı yırtılırsa, hücrenin kendi kendini sindirmesine neden olur, buna otoliz denir. Dokulardaki yaşlı hücrelerin ortadan kalkması, çürümenin hızlanması, kurbağa embriyosunun kuyruğunun kopması, insan embriyosunun parmak arası perdelerin yırtılması otolizle gerçekleşir. Bitki hücrelerinde bulunan lizozomlara fitolizozom denir.

4) Ribozom: Protein sentezinin gerçekleştiği yerdir. Çekirdekçikte üretilir. Protein sentezlediği için, bütün canlı hücrelerde bulunur.

Yapısında % 60 RNA ve % 40 protein bulunur.  iki alt birimden oluşmuştur. Protein, enzim ve hormon sentezi olan hücrelerde çok bulunur. Protein sentezi hızlı olan hücrelerde yan yana dizilerek polizomları oluştururlar.

Bulunduğu yerler; Çekirdek dış zarı, Granüllü E.R. üzerinde, Mitokondri ve Kloroplast sıvısında ve Sitoplâzmada serbest halde.

5) Sentrozom: Hayvan hücrelerinde bulunur. Birbirine dik iki sentriolden oluşur. Hücre bölüneceği zaman kendini eşler. Zarsız olup etrafında yoğunlaşmış bir sıvı vardır. Her bir sentriol 3’er tüpten meydana gelen 9 protein lifinden oluşmuştur.

İnsanın çizgili kas hücrelerinde, nöron gövdesinde, olgun yumurta hücresinde bulunmaz.

Hayvan hücrelerinde kromozom takımlarının kutuplara çekilmesini sağlayan iğ ipliklerini oluşturur. Ayrıca sentrozom, sil ve kamçı oluşumunda görev alır.

6) Koful: Tek hücrelilerde boşaltım organelidir. Çok hücrelilerde ise artık maddelerin, besinlerin veya fazla suyun depo edildiği yerdir. E.R.’den, golgiden, hücre zarı ve çekirdek zarından oluşabilir. Kofullar bitkilerde artık maddelerin depolanmasını ve turgor basıncının ayarlanmasında görev alır.

Tatlı suda yaşayan tek hücrelilerde bulunan kontraktil kofullar fazla suyu dışarı atar. Bu olayda enerji harcanır. Kofular görevlerine göre isimlendirilir; besin kofulu, sindirim kofulu, boşaltım kofulu ve depo koful.

Kofullar genç bitki hücrelerinde küçük, yaşlı hücrelerde ise büyük ve azdır. Hatta bazen hücrenin içini tamamen doldurabilir. Hayvan hücrelerinde ise kofullar az ve küçüktür.

7) Mitokondri: Hücrede enerji (ATP) üretimini sağlayan merkezdir. Sayısı hücrenin enerji ihtiyacına göre değişir. Çizgili kas, sinir, kalp ve karaciğer hücrelerinde mitokondri fazladır.

Dış zarı düzgün, iç zarı ise kıvrımlıdır. Yani, iç zarı matrix içine doğru uzamıştır, böylece yüzey arttırılmıştır. Bu uzantılara krista denir. Mitokondri içindeki sıvıya matrix denir.

Kendine ait DNA, RNA ve ribozomu vardır. Gerektiğinde çoğalabilir. iç zar üzerinde ETS taşır. Gerektiği zaman bölünebilir, büyüyebilir ve kendisi için gerekli bazı proteinleri sentezleyebilir.

O2’li solunum, hücre sitoplâzmasında başlayıp mitokondride devam etmekte ve açığa çıkan enerji ATP şeklinde depolanmaktadır.

NOT: Bakterilerde mesozom mitokondrinin görevini üstlenmiştir.

8) Plastitler: Bitki hücrelerinde bulunan yapılardır. İçerisinde renk veren pigmentler bulunur. Üç çeşittir. Işık, kimyasal madde, sıcaklık ve pH etkisi ile birbirine dönüşebilirler.

Örneğin, Domates önce renksiz, sonra yeşil ve en son olarak kırmızı renge Kloroplast  Kromoplast) dönüşür. (Lökoplast

a. Kloroplast: Fotosentez olayının gerçekleştiği organeldir. En fazla, yaprağın mezofil tabakasında bulunur. Kendine ait     DNA, RNA ve ribozomları vardır. Gerektiğinde hücre içinde çoğalabilirler.  

Çift zarlıdır. içindeki lamelli yapılara grana denir. Burada fotosentezin ışıklı devre reaksiyonları gerçekleşir. Granaların arasını dolduran sıvıya da stroma denir. Karanlık devre reaksiyonları da burada gerçekleşir. Granaların lamelleri arasında ışığı soğuran ve yeşil rengi veren klorofil pigmenti bulunur. Klorofil ışık enerjisini emerek kimyasal enerjiye dönüştürür.

Fotosentezde görev alan ETS elemanları kloroplastın granasında bulunur.

Fotosentetik bakterilerde kloroplast olmadığı için, klorofil pigmenti sitoplâzma içinde tanecikler halinde bulunur.

b. Kromoplast: Bitkilerde turuncu (karoten) , sarı (ksantofil), kırmızı (likopin) renkleri oluşturan pigmentleri taşır. Bitkilerdeki diğer birçok renk de koful özsuyunun asitlik ve bazlık (pH) durumuna göre renk değiştirebilen antokyan maddeleri tarafından oluşturulur.

Meyve ve çiçeklere renk verirler. Işık enerjisini absorbe edebilirler. Fakat bu enerjiyi kloroplastlara aktarırlar.

c. Lökoplast:  Renksizdir. Bitkinin ışık almayan bölgelerinde bulunur. Işık etkisi ile kloroplasta dönüşür. Genelde kök, gövde, meyve ve tohumlarda yoğun olarak bulunur. Nişasta, yağ ve protein depolar.

III. ÇEKİRDEK

Prokaryot hücreler ve memeli alyuvarları hariç bütün Ökaryot hücrelerde bulunur.  Bir çok hücrede bir tanedir.  Çizgili kas hücrelerinde birden fazla bulunabilmektedir.

Çekirdeğin kısımları:

a. Çekirdek zarı: Çekirdeğin etrafını saran ve E.R.’nin devamı olan çift katlı bir yapıdır. Dış zar üzerinde ribozom organeli bulunabilir. Hücre bölüneceği zaman kaybolur. Hücre zarı özelliğindedir. Üzerindeki porlardan makro moleküller geçebilir.  Çift katlı zara sahiptir. Kalıtım materyalinin sitoplazmaya dağılarak bozulmasını önler.

b. Çekirdekçik: Ribozomun üretildiği yerdir. Yapısında bol miktarda RNA ve protein bulunur. Hücre bölünürken kaybolur, sonra yeniden oluşur. Bazı hücrelerde 2 tane bulunabilir.

c. Çekirdek özsuyu: Sitoplazma sıvısıyla aynı özelliktedir. Su, nükleotid, RNA, ATP, mineral ve enzim taşır. Sitoplâzmaya göre akışkanlığı azdır.

d. Kromatin iplikler: Çekirdeğin en önemli kısımlarındandır. Hücre bölüneceği zaman kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluştururlar. Her canlı türünün kendine ait kromozom sayısı vardır. Örneğin, insanlarda 46 kromozom bulunur. Kromozom sayısı aynı olan canlılar aynı türden olmayabilir. Önemli olan, canlıların gen yapılarının benzerliğidir. Kromozom sayısı canlının gelişmişliği ile ilgili değildir. Kromozomlar; DNA ve proteinden oluşur.

Eşlenmiş kromatidleri bir arada tutan bağlantı noktasına sentromer denir. Kromozomlar hücre bölünmesinde iğ ipliklerine bu kısımdan bağlanır. Eşeyli üreyen canlılarda kromozomlar çiftler halinde bulunur. Bunlara homolog kromozom çifti denir. Homolog kromozomların karşılıklı bölgeleri aynı karakter üzerinde etkilidir. Bu canlılara diploid (2n) canlı denir. Kromozomlar tek tek bulunuyorsa bu canlılara haploid (n) canlı denir.

Çekirdeğin görevleri;

1.   Hücre bölünmesini kontrol eder. Bu sayede kalıtsal karakterleri yeni hücrelere aktarır.

2.   Protein sentezi yaptırarak hücre metabolizmasını kontrol eder.

Çekirdeğin görevleriyle ilgili bazı deneyler;

Amip deneyi; Çekirdeğin yöneticiliği

Acetabularia deneyi; Çekirdeğin kalıtsallığı

Acetabularia, tek hücreli makroskobik su yosunudur.

   Bitki Hücresi                 Hayvan Hücresi

– Çeper taşır (selülozik)             – Çeper taşımaz

– Fitolizozom taşır                     – Lizozom taşır

– Plastid vardır                          – Plastid yoktur

– Sentrozom yoktur                    – Sentrozom vardır

– Kofullar büyük                        – Kofullar küçük

– Depo besin nişasta                   – Depo besin glikojen

– Endositoz görülmez                  – Endositoz görülür

– Sitoplâzma ara lamel ile           – Sitoplâzma boğumlanarak

    bölünür                                          bölünür

– Şekli genelde köşelidir            – Şekli genelde ovaldir.

 

Besinler ve Ayıraçlar

 

Bütün canlılar, canlılık faaliyetlerini sürdürebilmek için besin maddelerini kullanmak zorundadır. Dışarıdan alınan besin maddeleri, canlılık faaliyetleri için gerekli enerji üretiminde (ATP) kullanılır veya yapı taşlarına parçalanarak tekrar canlının yapısına uygun şekilde sentezlenirler. Sentezlenen bu yeni maddeler hücrenin yıpranan kısımlarının tamirinde veya yeni hücrelerin yapımında kullanılır.

Yapılarına Göre Besinler

Besin maddeleri kimyasal yapılarına göre başlıca ikiye ayrılır;

1.Organik besin maddeleri; proteinler, yağlar, karbonhidratlar ve vitaminlerdir.

2.inorganik besin maddeleri; su ve minerallerdir.

Görevlerine Göre Besinler

Besin maddeleri organizmalarda yaptıkları görevlere göre üç gruba ayrılır;

1. Enerji Verici Besinler

Enerji verici besinler hücresel solunuma katılarak enerji (ATP) eldesinde kullanılırlar. Bunlar; Karbonhidratlar, yağlar ve proteinlerdir. Enerji verici besin maddeleri kendi aralarında değişik şekillerde sıralanabilir;

1 gr Yağ: 9,45 K. kalori

1 gr Protein: 4,30 K. kalori

1 gr Karbonhidrat: 4,20 K. kalori enerji verir.

Sağladıkları enerji miktarına göre;

      Yağlar, Proteinler, Karbonhidratlar

Sindirim kolaylığı sırasına göre;

      Karbonhidratlar, Proteinler, Yağlar

Solunumda kullanım sırasına göre;

      Karbonhidratlar, Yağlar, Proteinler

2. Yapıcı – Onarıcı Besinler

Canlının yıpranan kısımlarının tamirinde ve yeni hücre yapımında kullanılırlar. Bunlar; proteinler, yağlar, karbonhidratlar, mineraller ve sudur. Örneğin; Kalsiyum kemiğin yapısına katılır. Selüloz hücre çeperinin yapısına katılır. Bütün canlıların ana yapı maddesi proteinlerdir.

3. Düzenleyici Besinler

Hücredeki metabolik olayların düzenlenmesinde rol oynar. Bunlar; proteinler, vitaminler, mineraller ve su’dur. Örneğin; protein ve vitaminler enzimlerin yapısına katılarak hücredeki olayların düzenlenmesinde görev yaparlar.

A. Karbonhidratlar

Yapısında C, H, O elementleri bulunur. Solunumları sonucu CO2 ve H2O oluşur. Genel formülleri CnH2nOn dır.

 C Örnek: Glikoz:6H12O6 

Şeker sayılarına göre; monosakkaritler, disakkaritker ve polisakkaritler olmak üzere karbonhidratlar üçe ayrılır.

a Monosakkaritler (Tek şekerliler):

Karbonhidratların yapıtaşıdır. Sindirim enzimleri ile daha küçük yapıtaşına parçalanmazlar. Karbon sayılarına göre 2’ye ayrılır;

Pentozlar (5C): Riboz ve Deoksiriboz şekerleridir. Yapıya katılır.

Heksozlar (6C): Kapalı formülleri C6H12O6 dır. Solunumda kullanılırlar. Disakkarit ve polisakkaritlerin yapısına katılırlar.

b Disakkaritler (Çift şekerliler):      

Kapalı formülleri C12H22O11 dir. İki monosakkaritin glikozit bağı ile birleşmesiyle oluşurlar. Bir molekül su açığa çıkar. Sindirilmeden hücre zarındaki porlardan geçemezler.                      

Maltoz: İki glikoz, Sükroz: glikoz ve früktoz, Laktoz: glikoz ve galaktoz molekülünden oluşmuştur.

c Polisakkaritler (Çok şekerliler):

Glikoz1 + Glikoz2 + ... + Glikozn    Polisakkarit + (n–1) H2O

Sindirilmeden porlardan geçemezler. n tane glikoz birleşir. (n–1) tane glikozit bağı kurulur ve (n–1) tane su açığa çıkar.     

Nişasta: Bitkilerdeki glikozun depo şeklidir. Sadece bitki hücrelerinde bulunur. Suda az çözünür.

Glikojen: Hayvansal hücrelerde, mantar ve bakterilerde bulunur. Suda çözünür. insanda karaciğer ve kaslarda depolanır.

Selüloz: Sadece bitki hücre çeperinin yapısını oluşturur. Suda çözünmez. Otçul hayvanlar, termitler ve tohumla beslenen kuşlarla mutualist yaşayan bir hücreli canlılar selülozu sindirebilir. Bu sayede bu canlılar selülozdan yararlanabilir.

Kitin: Eklembacaklıların çoğunluğunda, dış iskeletin yapısını oluşturur. Azotlu glikozlardan oluşmuştur.

B. YAĞLAR

C, H, O atomlarından oluşurlar. N ve P atomlarını da bulundurabilirler. Yağlar suda çözünmez veya çok az çözünür.  Yağları  alkol, eter, aseton, kloroform gibi çözücülerde çözünürler. Karbonhidratların ve proteinlerin fazlası vücutta yağ olarak depolanır.

Yağların yapısındaki oksijen oranı şekerlerden azdır. C ve H sayısı fazla olduğu için solunumları sonucu fazla miktarda su ve enerji açığa çıkar. Bu özelliği adaptasyon olarak kullanan canlılar vardır. Göçmen kuşlar, kış uykusuna yatan canlılar ve çöl hayvanları vücut için gerekli su ve enerjiyi bu yolla sağlar.

– Hücre zarının yapısına katılırlar.

– Enerji kaynağı olarak kullanılırlar. Yıkımı ve kullanımı uzun sürdüğünden hücrelerde, enerji kaynağı olarak karbonhidratlardan sonra tercih edilirler.

– Deri altında depolanarak ısı kaybını engellerler.

– İç organları mekanik etkilere karşı korur.

– Bazı hormonların yapısına katılır. (Steroidler)

Yağlar; yağ asitleri, nötral yağlar, fosfolipitler ve steroidler gibi çeşitleri vardır.

Yağ asiteri: yağların yapıtaşıdır, sindirilemezler. Bazı çeşitleri hücre zarından geçemez.

Bitkisel yağlar doymamış yağ asidi taşır.  Bu tip yağ asitlerinin karbonlarından bazıları arasında ikili hidrojen bağı bulunur. Normal oda sıcaklığında sıvıdırlar. Bitkisel yağların yüksek sıcaklık ve basınçta hidrojenle doyurulmasıyla margarinler elde edilir.

Hayvansal yağlar ise doymuş yağ asidi taşır. Bunlarda karbonlar arasında çift bağ olmadığı için tüm karbon atomları hidrojene doymuştur. Normal oda sıcaklığında katıdırlar.

Nötral Yağ: Üç yağ asidinin bir gliserol ile birleşmesi sonucu nötral yağlar oluşur. Birleşen üç yağ asidi aynı veya farklı olabilir. Aralarındaki bağa ester bağı denir.

Nötral yağlar: 1 gliserol + 3 yağ asidinin birleşmesi ile oluşur.

Fosfolipid: Gliserolle birleşen üç yağ asidinden birinin yerine fosforik asit bağlanırsa fosfolipid oluşur. Fosfolipidler hücre zarının yapısında bulunur.

Steroidler: bazı hormon ve vitaminlerin yapısına katılabilir. Ayrıca metabolizma olaylarında görev alabilir.               

C. PROTEİNLER

Yapılarında C, H, O, N atomu bulunur. Bazıları S atomunuda taşıyabilirler. Yapı taşları amino asittir. Ribozomda DNA'nın kontrolünde sentezlenirler. Gerektiğinde enerji verici olarak da kullanılırlar Solunumda kullanıldıklarında CO2, H2O ve NH3 gibi artıklar oluşur. Organellerin ve hücre zarının yapısına katılırlar. Bazıları, enzim veya hormon olarak fonksiyonel görev alır.

Canlılar tarafından protein sentezinde 20 çeşit amino asit kullanılabilmektedir. Bir amino asitin yapısında üç grup vardır. Bunlar;

a. Karboksil grubu (COOH): Asidik özellik verir.

b. Amino grubu (NH2): Bazik özellik verir.

c. Radikal (değişken) grup: Amino asit çeşidine göre farklılık gösteren tek gruptur. Amino asitin kapalı formülü;

Proteinlerin sentezinde bütün canlılarda  20 çeşit amino asit kullanılmasına rağmen canlıların sentezledikleri proteinler birbirinden farklıdır. Bu farklılıkta etkili olan faktörler şunlardır;

– Amino asit sayısı

– Amino asit dizilişi

– Amino asit çeşidi

Amino asitler peptit bağları ile birbirlerine bağlanır ve her bağ oluşurken  bir molekül su açığa çıkar. Bu bir dehidrasyon olayıdır. Peptit bağı amino asitlerden birinin karboksil gurubu ile diğerinin amino gurubu  arasında kurulur.

Peptit bağı oluşumu:

Protein sentezinde kullanılmak üzere vücudumuzda 20 çeşit amino asit vardır. 12 çeşidi vücudumuzda sentezlenir. Vücudumuzda sentezi olmayan dışarıdan aldığımız 8 çeşit amino asite temel (esansiyel) amino asit  denir. Tüm insanların protein şifreleri farklıdır (Tek yumurta ikizleri hariç). Bu yüzden organ naklinde problem meydana gelmektedir.

D. ViTAMiNLER

Yapısında C, H, O, N, S ve P atomlarını bulundurabilir. Sindirilmeden hücrelere alınabilen organik besin maddeleridir. Çoğunluğu bitkiler tarafından sentezlenir. Hayvanlar ise hazır olarak alır. Enzimlerin yapısına katıldıkları için (koenzim), eksikliklerinde vücutta bazı anormallikler ortaya çıkar. Vitaminler solunuma katılmazlar bu yüzden enerji verici olarak kullanılamazlar. Vitaminler 2’ye ayrılır. Bunlar; yağda çözünen vitaminler ve suda çözünen vitaminler. A, D, E, K vitaminleri yağda çözünür ve fazlası depolanır. B ve C vitaminleri ise suda çözünür ve fazlası depolanmayıp dışarı atılır. Bu yüzden B ve C vitaminleri taze olarak alınmalıdır. Vitaminler günümüzde laboratuvarlarda sentetik olarak üretilebilmektedir.

A ve D vitaminlerin öncül maddeleri dışarıdan alınarak vücudumuzda sentezlenir. A vitamini karaciğerde, D vitamini deri altında güneş ışığı etkisiyle sentezlenir.

Bağırsağımızda yaşayan E. coli bakterileri B ve K vitaminlerini sentezler. Sentezlenen bu vitaminleri insanlar kullanabilir.

E. MiNERALLER

Suda erimiş olarak alınan inorganik besin maddeleridir. Mineraller, yapıya ve onarıma katılır. Ayrıca düzenleyici görevleri vardır. Diğer bazı önemli görevleri;

– Bazı enzimlerin yapısına katılır. (Kofaktör)

– Kemik ve diş yapısına katılır. (Ca, P)

– Dokularda, hücrelerin osmotik basıncını ayarlar. (Na+, CI–)

– Hemoglobin (Fe) ve Klorofil (Mg)’in yapısına katılırlar.

– Sinir hücrelerinde impuls oluşumu ve iletimini (Na+, K+) sağlar.

F. SU

Suyu doğal olarak aldığımız gibi, besinlerden de alırız. Canlı hücrelerinde % 70–80 oranında su bulunur. Eğer % 15’in altında su bulunursa enzimler çalışamaz. Bal ve reçel bu yüzden bozulmaz. Vücudumuzda suyun bazı fonksiyonları şunlardır;

– İyi bir çözücüdür. Bu yüzden sindirimde rol alır.

– Besinlerin emilimi ve taşınmasında rol alır.

– Terlemeyle vücut ısısını ayarlar.

– Boşaltım artığını (NH3, üre, ürik asit) seyreltir.

– Enzimlerin çalışması için gereklidir. (En az %15 olmalı)

AYIRAÇLAR

Maddeleri, asit ve bazları ayırabilmek için özel yöntem ve teknikler kullanılır. Biyolojide kullanılan ayıraçlar;

1 İyot: Nişastanın ayıracıdır, mavi  siyah (mor) renk verir.

2 Benedikt ve fehling çözeltisi: Glikozun ayıracıdır, ayıraçla birlikte ısıtılınca tuğla kırmızısı renk oluşur.

3 Nitrik asit: Proteinlerin ayıracıdır. Protein taşıyan çözelti bu ayıraçla birlikte ısıtılınca sarı renk oluşur.

4 Biüret çözeltisi: Proteinlerin ayıracıdır. Menekşe renk verir.

5 Eter: Yağları tespit etmede kullanılır.

Yağ + Eter  Kâğıt üzerine damlatılıyor  Kâğıtta saydam görünüm

6 Sudan lll: Yağların ayıracıdır. Pembe renk oluşur.

7 Fenol kırmızısı: Ortamın asidik olup olmadığını belirleyebilmek için kullanılır. Asitlerle sarı renk verir.

Fenol kırmızısı + CO2  Sarı renk

8 Turnusol kâğıdı: Asit ve bazları ayırmada kullanılır. Asitlerle kırmızı, bazlarla mavi renge dönüşür.

9 Kongo kırmızısı: Asit ve bazları ayırmada kullanılır. Asitlerle mavi, bazlarla kırmızı renge dönüşür.

10 Kireç Suyu: Karbondioksit ayıracıdır.

Kireç suyu + Nefes üfleme  Bulanma ve CaCO3 oluşumu

11 Bazlar: Ba(OH)2, Ca(OH)2, NaOH, KOH gibi bazlar O2’li solunum, fermantasyon deneylerinde CO2 tutucu olarak kullanılır.