1

HÜCREDE MADDE ALIŞVERİŞİ TEST SORULARINI ÇÖZME KILAVUZU

Lise öğrencileri için biyoloji dersindeki anlaşılması zor test soruları, hücrede madde alışverişi ile ilgili sorulardır.Öğrenciler nedense bu konuyu anlamakta zorluk yaşar, soru kalıpları ezberler ve kör körüne şıklardan cevabı bulur.Hücrede Madde Alışverişi konusunun problemli olmasının sebepleri şunlardır.

-Bilgi yetersizliği:Ders kitaplarında verilmeyen bilgiler test sorularında istenir.Örneğin ozmotik basıncın neye göre artıp azaldığı ders kitaplarında bir türlü doğru düzgün bir şekilde ifade edilmez.

-Soruları yazanların yetersizliği:Soruyu hazırlayan kişi zaten konuyu doğru düzgün bilmediği için ezbere sorular oluşturur.Bu durum ise öğrencinin zihnini iyice karıştırır.Örneğin; bağırsak zarı ile hücre zarı birbirine karıştırılır, birinde olan özellik diğeri için sorulur.

-Sorulardaki yanlış genellemeler: Gerçekle ilgisi olmayan genellemeler, öğrencinin yanlış öğrenmesine sebep olur.Aktif taşımanın az yoğundan çok yoğun ortama olması şartı gibi.

Bu kılavuz ile ayrıca yapılan hatalı sorular da açıklanacaktır.Şimdi konuyu en baştan yani hücre zarından ele alalım.

HÜCRE ZARI:

Hücre zarı ışık mikroskobunda görülemeyecek derecede çok ince bir tabakadır.Hücre zarı, temelde dört maddeden oluşmuştur.

• Fosfolipitler • Kolesterol • Proteinler • Glikoprotein ve glikolipitler

Hücre zarı ağırlıklı olarak fosfolipit adlı lipit türevinden meydana gelmiştir. Fosfolipit; yağımsı bir maddedir, kıvamlı bir sıvıdır. Hücre zarı aslında çift katlı fosfolipit tabakasından meydana gelmiş bir bariyerdir.

Çok ince olmasından dolayı, fiziksel zorlamalar ile bir madde hücre zarından içeriye girebilir.Örneğin, yapay döllenme için mikroenjeksiyon yönteminde çok ince bir iğne hücre zarını delip geçebilir.Hücre zarındaki açıklık çok hızlı bir şekilde kapatıldığı için bu bir sorun teşkil etmez.

Fosfolipit bariyerini çoğu madde geçemez.Örneğin glikoz,Sodyum,Potasyum,aminoasitler gibi küçük molekül veya atomlar hücre zarını doğrudan geçemez. Evet doğru duydunuz, küçük moleküller hücre zarından geçebilir, büyük moleküller geçemez diye bir genelleme mutlaka öğretilmiştir size ama bu genelleme bu anlama gelmez.Fosfolipit bariyerden geçebilen maddeleri size hemen sayayım.Su; Oksijen,Karbondioksit,azot gibi küçük molekül ağırlığına sahip gazlar; yağda çözünen maddeler(alkol,benzen,eter,aseton,yağ asitleri).Hatta bunu tablo olarak bir inceleyelim.

2

Fosfolipit Tabakayı Aşabilen Maddeler Fosfolipit Tabakayı Aşamayan Maddeler Su Oksijen,karbondioksit,azot Yağda çözünen maddeler Lipitler

Monosakkaritler,disakkaritler Aminoasitler

İyonlar(Na+

,K+

,Cl-,Ca

++)

Tüm Makromoleküller

Fosfolipit tabakayı aşma konusunda büyüklük küçüklük değil, kimyasal özellik ve taşınan elektrik yükü önemlidir.Küçücük Sodyum Atomu, fosfolipit tabakayı aşamaz fakat kocaman bir yağ asiti yağda çözündüğü için rahatlıkla bu tabakayı geçer.

Peki bu genellemenin doğrusu nedir.Aslında bu genellemenin doğrusu şudur.

Küçük moleküller aktif taşıma,Kolaylaştırılmış difüzyon gibi çeşitli yöntemler ile içeriye alınabilir.Ama makromoleküller yani polimerler(Protein,Polisakkarit vb.) maddeler hiçbir şekilde hücre zarından geçemez.

Bu genellemenin doğrusu budur ve bazı test sorularını hazırlayan kişiler ne yazık ki bunu bilmemektedir.

MEB’in kitabında şöyle bir ifade vardır. • Küçük maddeler, büyük maddelere göre; • Nötr maddeler iyonlara göre; • Negatif iyonlar pozitif iyonlara göre; • Yağda çözünen maddeler, çözünmeyenlere göre;

HÜCRE ZARINDAN DAHA KOLAYLIKLA GEÇER. Peki bu ifade doğru mudur? Evet Doğrudur.Ama bu maddenin doğrudan geçtiği anlamında gelmez.Negatif iyonlar, pozitif iyonlara göre daha kolay geçer ama iki durumda da fosfolipit bariyer aşılamaz.

Bu arada şu hatırlatmayı yapalım.Hücre zarı seçici-geçirgendir, hücre duvarı ise TAM GEÇİRGENDİR.Yani hücre duvarı, suyun içerisindeki serbest durumdaki atom ve moleküller için bir engel teşkil etmez. Hücrede madde alışverişi 4 şekilde yapılabilir.

Pasif Taşımada enerji harcanmaz.Aktif Taşıma,Endositoz ve Ekzositoz’da ise ATP enerjisi harcanır.

3

1)PASİF TAŞIMA: Difüzyon ve Ozmoz olmak üzere iki kısımda incelenir. a)Difüzyon: Difüzyon, bizim sürekli olarak gözlemlediğimiz bir olgudur.Hatta onun ne olduğu zaten biliyoruz.Örneğin, bir su dolusu bardağa bir kaşık şeker koyarsak, zaman içerisinde şekerin su içerisinde kaybolduğu görürüz.Kaybolduktan bir süre sonra da bardaktaki suyu içtiğimizde hep aynı şiddette şeker tadı alırız.Şeker, bardaktaki suya eşit biçimde dağılmıştır. Şöyle basit deney düzeneği kursak;

Kimse bu deneyi sorgulamaz bile.Yani böyle olacağını zaten herkes bilir.Difüzyon bildiğimiz fakat adlandırmadığımız bir olgudur. Difüzyon, çözünen maddenin çözündüğü ortam içerisinde yayılmasıdır. Bu yayılma, çözünen maddenin yoğunluğunun ortamın her yerinde aynı olana kadar devam eder.

Peki bunun sebebi nedir ? Çok basit.Bir madde çözünürken sıvı veya gaz maddenin moleküllerinin arasındaki boşlukları doldurur.Sıvı veya gaz moleküllerinin ise konumları sabit değildir, sürekli hareket halindedirler.

Bu harekete çözünen maddeler de katılır.Örneğin tuz katı bir maddedir.Katı maddelerin molekülleri serbestçe hareket edemez, ancak titreşir.Fakat tuz suya dökülürse tuz da bu serbest harekete katılır ve zamanlar tuz molekülleri kabın her yerine yayılır.

Difüzyon katı-sıvı,sıvı-sıvı,sıvı-gaz ve gaz-gaz çözeltilerinde gerçekleşir. Alkol suda difüzyona uğrar ama yağ suda difüzyona uğramaz.Çünkü yağ suda çözünmez. Tuzun üstüne şekeri dökersek hiçbir şey olmaz.Hem şeker hem de tuz Molekülleri olduğu yerde kalır. Difüzyon hızına etki eden faktörler Sıcaklık Yoğunluk farkı Maddenin molekül veya atom ağırlığı Maddenin hali Difüzyonun gerçekleştiği yüzey alanı Elektrik yükü Basınç

4

SICAKLIK: Sıcaklık arttıkça difüzyon hızı artar.Çünkü sıcaklık zaten bir maddenin atom veya moleküllerinin ortalama hareket hızıdır.Sıcaklık arttıkça moleküller daha hızlı hareket edeceği için yayılma daha hızlı olur.

YOĞUNLUK FARKI

Çözünen madde için yoğunluk farkı ne kadar yüksek ise difüzyon hızı da o kadar hızlı olur. MOLEKÜL BÜYÜKLÜĞÜ Molekül ağırlığı arttıkça difüzyon hızı da düşer. Hidrojen(H2) molekül ağırlığı : 2 Azot(N2) molekül ağırlığı : 28 Hidrojen,Azot’dan daha hızlı difüzyona uğrar. MADDENİN HALİ Difüzyon sıvılarda hızlı;Gazlarda ise daha hızlı; gerçekleşir. YÜZEY ALANI: Difüzyonun gerçekleştiği Yüzey alanı ne kadar fazla ise birim zamanda daha fazla madde difüzyonla geçiş yapar.Bütün canlılarda gaz alışverişi difüzyon ile gerçekleşir.Ve canlılar birim zamanda gerçekleşen difüzyon miktarını arttırmak için gaz alışveriş yüzeylerini olabildiğince geniş tutarlar.Örneğin akciğerlerimizin sahip olduğu yüzey alanı bir tenis kortu kadardır.

Şu an anlattığımız olayın adı difüzyondur fakat kolaylaştırılmış difüzyon ile karıştırılmasın diye basit difüzyon olarak adlandırılır.Biz de bu şekilde adlandıralım. Basit difüzyon, canlılarda gaz alışverişi için kullanılır.Oksijen’in hücreye geçmesi,karbondioksit’in hücreden çıkması hep basit difüzyon ile gerçekleşir.Bir maddenin basit difüzyon ile hücre içine girmesi veya hücre dışına çıkması için o maddenin hücre zarından geçmesi gerekir. Basit difüzyon ile ilgili olarak son bir şey daha söyleyelim.Aşağıdaki şekli inceleyelim.

Burada siyah moleküllerin, kırmızı moleküllerin içinde çözündüğünü varsayalım.Siyah moleküllerin yoğun olduğu sol taraftan, sağ tarafa doğru; siyah moleküller difüzyona uğrayacaktır.Ama ayrıca kırmızı moleküller de sol taraftan, sağa doğru difüzyona uğrayacaktır.

5

Basit difüzyonda hem çözünen hem de çözen çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama doğru yayılır. Bu yayılma yoğunluklar eşitlenene kadar devam eder.

Kolaylaştırılmış Difüzyon: Kolaylaştırılmış difüzyon adı üstünde normalde basit difüzyon ile hücre zarından geçemeyen maddelerin, özel proteinlerin oluşturduğu kanallar yoluyla geçmesidir.Kolaylaştırılmış Difüzyonda özel zar proteinleri kullanılır.

Yandaki şekilde gördüğünüz gibi Hücre dışı ortamda glikoz yoğunluğu fazladır.Fakat fosfolipit bariyeri aşamayan glikoz, hücre içine geçememektedir.Taşıyıcı protein yardımıyla glikoz çok yoğun ortamdan az yoğun ortama kendiliğinden geçmektedir.

Kolaylaştırılmız difüzyon, hızlı gerçekleşmez.Kolaylaştırılmış difüzyon’da enzimler kullanılabilir.Örneğin glikoz’un kolaylaştırılmış difüzyonunda, glikoz’un proteinin açıklığından geçebilecek hale gelmesi için molekül yapısı geçici olarak özel enzimler ile değiştirilir. Glikoz,Früktoz ve çeşitli mineraller(iyonlar) kolaylaştırılmış difüzyon ile içeriye alınabilir. b) OZMOZ: Ozmoz, sayısal öğrencilerin için lanetli konudur.Ozmoz veya ozmotik basınç ile ilgili soruları çözen öğrenciler bile hiçbir zaman kendilerinden emin olamaz.Çünkü bu konuda kafa karışıklığına sebep olabilecek çok fazla bilgi kirliliği vardır.Bu konuyu özellikle çok ayrıntılı bir şekilde size anlatacağım.Hatta hatalı soru kalıplarını da size göstereceğim.Şimdi başlayalım. Ozmoz’u öğrenmeden önce bazı kavramları baştan öğrenmemiz gerekiyor.Şimdi bu kavramları güzelce öğrenelim. Yarı-geçirgen zar: Belirli bir büyüklüğün üzerindeki maddeleri geçirmeyip, daha küçük maddeleri geçirebilen zarlardır.Yani yarı-geçirgen zar bir elek gibidir.Elekten küçükler geçer, büyükler ise eleğe takılır.

6

Yanda gördüğünüz yarı-geçirgen bir zar.Zarda bulunan açıklıklara ise por diyoruz.Küçük moleküller porlardan geçebilirken, büyük moleküller bu porlardan geçemez. (Por basitçe delik anlamına gelir.Biyolojide farklı konularda bu kavrama çok sık rastlanır.)

Yarı-geçirgen zar olarak sorularda karşımıza çıkan tek örnek vardır.O da bağırsak zarıdır.Bağırsak zarı sahip olduğu porlardan dolayı belirli büyüklükteki molekülleri geçirmez.İlginçtir ki; hiçbir ders kitabı adamakıllı bir şekilde hangi maddenin bağırsak zarından geçebileceğini, hangisinin geçemeyeceğini yazmaz..Basit bir genelleme yaparsak glikoz’dan büyük maddeler bağırsak zarından geçemez.İşte şöyle bir tabloda bu durumu inceleyelim.

Bağırsak zarından geçebilen maddeler B.Zarından Geçemeyenler Su,Oksijen,karbondioksit,azot,tuz Disakkaritler,Polisakkaritler Tüm mineraller(potasyum,sodyum,kalsiyum vb.) Tüm proteinler Glikoz,Früktoz,Galaktoz,riboz,deoksiriboz Trigliseritler,kolesterol Aminoasitler(çoğu aslında, bazısı geçemez) Nükleotitler Gliserol

Aslında bu maddelerin bazıları test sorularında hiçbir zaman geçmez.Ama yine de belirteyim dedim.Vitaminler konusunda bazıları geçer,bazıları geçmez diyelim zaten soru olarak da vitaminler böyle test sorularında sorulamaz.

Burada dikkat edilmesi gereken bir nokta var.Hücre zarının geçirgenliği ile bağırsak zarının geçirgenliği farklıdır.İki zar aynı tutulamaz.İki zar için farklı durumlar geçerlidir.

Seçici-geçirgen zar: Yarı-geçirgen gibi özelliğe sahip olmasının yanında, seçici-geçirgen zarlar sahip oldukları yapılar ile isteğe bağlı olarak bazı maddeleri içeri alıp dışarı atabilirler.

Kısacası; hücre zarı, seçici-geçirgen bir zardır ama ayrıca yarı-geçirgen özelliğe de sahiptir.

Tam geçirgen zar: Hiçbir atom veya moleküle karşı engel oluşturmayan zar tipidir.Hücre duvarı buna örnektir.

7

Zar çeşitlerini de öğrendiğimize göre şu aşağıdaki durumu inceleyelim.

Yukarıdaki kapta bir yoğunluk farkı var.Önceden de belirtiğimiz gibi hem çözen hem de çözünen madde difüzyona uğrar. Yani sükroz(çay şekeri) soldan sağa doğru, su ise sağdan sola doğru difüzyona uğrar.

Peki şöyle bir durum olsaydı ne olurdu acaba ?

Bu durumda sükroz büyük bir molekül olduğu için bağırsak zarından geçemez.Yani sükroz sağ kısma doğru difüzyona uğramayaz.Ama su küçük bir molekül olduğu için sol tarafa doğru difüzyona uğrayabilir.

8

İşte yarı-geçirgen zarda sadece su geçişi olur.Bu su geçişi iki ortamın derişimleri eşitlenene kadar devam eder.Mesela yukarıdaki örnekte iki tarafın sükroz yoğunluğu %2.5 olana kadar su difüzyonu devam eder. İşte ozmoz budur.Yani Suyun yarı-geçirgen zarda yaptığı difüzyondur.Bu difüzyon iki zar arası ortamın yoğunlukları eşitlenen kadar devam eder. Yalnız burada bir noktaya dikkat etmemiz gerekiyor.Eğer sistemi aşağıdaki gibi kurgulasaydık yani çözünen madde olan sükroz yerine glikoz olsaydı burada yarı-geçirgen zarın hiçbir anlamı olmayacaktı.Çünkü glikoz da yarı-geçirgen zardan geçebilir ve o da difüzyona uğrayabilir.Buradaki su difüzyonu ozmozdan sayılmaz.

Ozmoz’u şu şekilde tanımlarsak aslında tam olarak ifade etmiş oluruz.

Bir yarı-geçirgen zar ile ayrılmış iki ortamda çözünen madde yoğunluğu farkı bulunması durumunda, çözünen maddenin zardan geçememesi sonucu yoğunluk farkının dengelemesi için meydana gelen su difüzyonunu ozmoz denir. 2007 yılında ÖSS’de çıkmış şu soruyu çözmeye çalışalım.

Bu soruda önce hangi maddelerin zardan geçip geçemeyeceğini belirlememiz gerekiyor.İyot ve glikoz zardan geçebilecek küçüklükte iken nişasta bir makromoleküldür zardan geçemez.Glikoz M’den N’ye, iyot ise N’den M’ye difüzyona uğrar.Burada cevap C şıkkıdır çünkü Nişasta N koluna geçemez, doğal olarak N kolu da maviye boyanamaz.

9

Ozmoz olayını anlamış isek daha yeni başlamış sayılırız.Şimdi bir de ozmotik basınç kavramını öğrenmemiz gerekiyor.Bu kavram neredeyse her yıl farklı konuların test sorularında karşımıza çıkıyor.Ve işin ilginç yanı ozmotik basınç kavramı aslında çok basit bir şey.

OZMOTİK BASINÇ:

Şimdi az önceki deney düzeneğine tekrar bakalım.Su burada ozmoz yoluyla sol tarafa geçiyor.Peki, burada suyun sol tarafa geçmesini sağlayan kuvvet nedir ?

Bu kuvvet, ozmotik basınç adlı emme kuvvetidir.

Bir ortamda, yarı-geçirgen zardan geçemeyen ve çözünen tanecikler(tuz,şeker gibi) bir suyu emme kuvveti oluştururlar.Bu suyu emme kuvvetine, ozmotik basınç denir.

Sol tarafta çözünmüş olan sükroz moleküllerinin oluşturduğu ozmotik basınç, suyun sağdan sola doğru ozmoz ile geçmesini sağlar.

Sağ tarafın ozmotik basıncı ise 0’dır.Çözünen madde yokluğunda saf suyun ozmotik basıncı olmaz.

Kısaca özetmek gerekirse;

Ozmotik basınç, çözünen madde miktarı ile doğru orantılır.Ya da başka bir şekilde ifade edersek birim hacimde çözünen madde miktarı ile ozmotik basınç doğru orantılır.

Yalnız burada bir şeyi tekrar ifade etmemiz gerekiyor.Yarı-geçirgen zardan geçemeyen tanecikler, ozmotik basınç oluşturur.Yani suda çözünen oksijen herhangi bir şekilde ozmotik basınç oluşturmaz.Çünkü zardan difüzyon ile geçebilmektedir.Bu yüzden ozmotik derişim diye bir kavram vardır.

Ozmotik derişim : Yarı-geçirgen zardan geçemeyen ve suda çözünenmaddelerin meydana getirdiği derişimdir.

10

Kısacası, ozmotik basıncın artış veya azalışı, suda çözünen ve zardan geçemeyen maddelerin oluşturduğu ozmotik derişim ile doğru orantılıdır.

Ozmotik Basınç Artar Ozmotik Basınç Azalır Zardan geçemeyen taneciklerin birim hacimdeki miktarının artması

Zardan geçemeyen taneciklerin birim hacimdeki miktarının azalması

Su yoğunluğunun azalması Su yoğunluğunun artması

Buraya kadar geldikten sonra birkaç kavram daha öğrenelim.

Çözünen ortam tanımlamaları : Aynı yoğunluktaki çözeltilere İZOTONİK; Az yoğun çözeltilere HİPOTONİK; Fazla yoğun çözeltilere HİPERTONİK Ortam denir. Ozmotik basınç ile ilgili örnekleri illaki bağırsak zarından göstereceğiz diye bir kural yok.Hücre zarı da, yarı-geçirgen özellik taşıdığı için hücre zarını da ozmoz ile ilgili örneklerde kullanabiliriz. Şu aşağıdaki durumu bir inceleyelim.

Yandaki durumda dikkat etmemiz gereken bir nokta var.Tuz(NaCl) hücre zarından geçemez.Bu yüzden ozmotik basıncın oluşmasını sağlar. Eğer burada hücre zarı yerine bağırsak zarı olsaydı tuz, ozmotik basıncın oluşmasına sebep olmazdı.Çünkü tuz bağırsak zarından geçebilir.

Yukarıdaki durumda Hücre hipertonik bir ortama konulmuştur.Ve tuz molekülü hücre

zarından geçemez.Burada hem hücre içi hem de hücre dışı ortamda belirli bir ozmotik basınç vardır.Ve bu durum şu şekilde gösterilir.

OBhücre < OBdışortam

Burada, iki taraf da birbirinden; sahip oldukları ozmotik basınçtan dolayı su çeker.Fakat dış ortamın ozmotik basıncı daha yüksek olduğu için dış ortam daha fazla su çeker.Zaman içerisinde hücre ozmoz ile su kaybeder.

Zaman içerisinde hücre su kaybettikçe, hücre küçülür.Birim hacimde çözünen tuz miktarı artar.Bu durum ise hücre içi ozmotik basınç ile dış ortamın basıncın eşitlenmesine sebep olur.

11

OBhücre = OBdışortam

İki tarafın ozmotik basıncı eşitlenince, iki tarafta birbirinden eşit miktarda su emer.Alınan su ile verilen su miktarı eşit olduğundan net su geçişi 0 olur.

Biz bu duruma ozmotik denge diyoruz.Yani iki ortamın ozmotik basıncını eşitlemesi ve sonuçta net su geçişinin 0 olması durumuna.

Grafik olarak incelemek gerekirse;

İlk durum Son durum

Ozmotik basınçlar eşitlenmiştir.Bazı öğrencilerim ders sırasında şu soruyu sorarlar. ”Dış ortam su aldığı halde neden dış ortamın ozmotik basıncı düşmemiştir ? “ Bu sorunun cevabı ise şudur.. Dış ortam hücre içi ortama göre o kadar büyüktür ki, Dış ortamdaki ozmotik basınç düşmesi göz ardı edilecek kadar azdır.

Ozmotik basınç ile ilgili şu grafikleri incelememiz gerekiyor.

,

12

2011-YGS sorusu; beraber çözelim.

Hipertonik ortam yüksek ozmotik basınca sahiptir.Bu yüzden hücre görece düşük ozmotik basınca sahip olduğu için su kaybeder.Su kaybettikçe, ozmotik basıncı artar.Dış ortam ile eşitlenince de bu artış biter.Bu durum ise B şıkkında gösterilmiştir.

Ozmotik basınç ile ilgili sorular sanılanın aksine çok kolaydır.Sadece mantığını sağlam şekilde kavramak gerekir.Mantık anlaşılınca sorular gözünüze çok basit gelir.

Burada şunu da belirtelim;

Solunum C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O Solunumda glikoz derişimi düşer.Su miktarı artar.

Fotosentez 6CO2+ 6H2O C6H12O6+ 6O2 Fotosentezde, glikoz derişimi artar su miktarı azalır.

Karbondioksit ve oksijen hücre zarından geçebildiği için ozmotik basınca etki etmez.Bu şartlardan dolayı Oksijenli solunum, ozmotik basıncı azaltır; Fotosentez, ise arttırır.

Belki bu konuyu bu kadar yayarak açıklamam sizi korkutmuştur.Korkmayın, buradaki bilgileri içselleştirdiğinizde tekrar tekrar bu konuya geri dönmek zorunda kalmayacaksınız.

Ne yazık ki , ozmotik basınç maratonumuz burada bitmiyor.Sırada konu ile ilgili 3 olguyu öğrenmemiz gerekiyor.Bunlar da, Plazmoliz,Deplazmoliz ve Turgor’dur.

13

Plazmoliz: Bitki hücrelerinde gerçekleşen bir durumdur.Bir bitki hücresini hipertonik bir ortam ile karşılaşırsa, aşağıda gördüğümüz durum gerçekleşir.

Hipertonik ortamdaki yüksek ozmotik derişim, dış ortamın yüksek ozmotik basınca sahip olmasına sebep olur.

OBhücre < OBdışortam

Bu durumda, bitki hücresi su kaybeder.

Bitki hücresi su kaybettikçe büzüşür,merkezi kofulu küçülür ve hücre hücre duvarından geriye doğru küçülmeye başlar.Bu küçülme, hücre içi ozmotik basınç ile dış ortamın ozmotik basıncı eşitlenene kadar devam eder.

Bu olaya plazmoliz adı verilir.Plazmoliz, doğal olarak gerçekleşen bir olgu değildir.Ancak bilinçli bir şekilde bitki hücrelerinin çevresindeki sıvılı ortam, tuz gibi çözünenler ile doldurulursa bu durum gerçekleşir.

Deplazmoliz:Deplazmoliz, Plazmoliz olayının tam tersidir gibi bir tanımlama yaparsak yanlış bir tanımlama yaparız.Deplazmoliz kısaca plazmoliz’e uğramış bitki hücresinin eski durumuna geri dönmesidir.

Deplazmoliz’e uğramış bitki hücresi hipotonik ortama konulursa, hipotonik ortamın görece düşük derişiminden dolayı hipotonik ortam,hücre içi ortamdan daha düşük bir ozmotik basınca sahiptir.

OBdışortam < OBhücre

Bu durumda, bitki hücresi sahip olduğu yüksek ozmotik basınçtan dolayı dış ortamın suyunu emer.Hücre içine doğru ozmoz ile gelen su, hücrenin hacminin artmasına ve böylece bitkinin tekrar eski büyüklüğüne geri dönmesine sebep olur.

Hem plazmoliz, hem de deplazmolizde ozmotik dengenin bozulması ve sonra ozmoz ile tekrar ozmotik dengenin sağlanması ortak olarak görülür.

Burada tekrar şu sözü hatırlamamız da fayda var.

Yarı-geçirgen zardan geçemeyen çözünen maddeler, zar arasındaki iki ortamda bir derişim farkı oluşturuyorsa, bu derişim farkı, zardan geçebilen suyun difüzyonu(ozmoz) ile tekrar eşitlenir.

14

Turgor: Turgor durumuna geldiğimiz zaman öğrendiklerimizin yanında yeni şeyler öğrenmek zorunda kalacağız.Önce aşağıdaki durumu inceleyim.

Yandaki şekilde, normal bitki hücresi hipotonik bir ortama konulmuş.Hipotonik ortamın ozmotik basıncı, hücre içi ozmotik basınca göre düşük olur.

OBdışortam < OBhücre Bu durumda, ozmoz yolu ile hücre içine su geçişi olur.İçine su almaya başlayan bitki hücresi şişmeye başlar.Fakat bu büyüme bir noktadan sonra devam etmez.Çünkü hücre duvarı esnek olmayan bir tabaka olduğu için hücre duvarı, hücrenin daha fazla hacimce büyümesine izin vermez.

Hücre daha fazla büyüyemediği için içeriye daha fazla su girişi olmaz ve ozmotik basınçlar eşitlenmeden ozmotik dengeye ulaşılır. Burada eylem oluşturamayan hücre içi ozmotik basınç ,bir tepki kuvveti olarak turgor basıncına dönüşür. Turgor basıncı, bitki hücresi içindeki şişkin suyun hücre duvarına doğru yaptığı baskı kuvvetidir.

Turgor durumu ise, bir bitki hücresinin hipotonik ortamda içine alabildiği kadar su alması ve alabileceği en yüksek hacime ulaşması durumudur. Bir bitki hücresinin suyu emme kuvveti şöyle

hesaplanır.

EK(emme kuvveti),OB(ozmotik basınç),TB(turgor basıncı)

Turgor durumuna gelmiş bir bitki hücresinin suyu emme kuvveti 0’dır.

Havyan hücrelerinde ise Emme kuvveti doğrudan ozmotik basınca eşittir.

Bitki hücresinde su miktarı arttıkça Turgor basıncı artar, hücre içi ozmotik basınç azalır.

Değişim Hücre içi ozmotik Basınç Turgor Basıncı Hücrede su miktarı artışı Azalır Artar Hücrede su miktarı azalışı Artar Azalır

EK = OB – TB

15

Turgor durumu doğal bir olaydır.Bitkiler özellikle hücrelerinde basınçlı su tutarlar.Böylece bu basınçlı sıvı, bitkiye diklik ve desteklik sağlar.(hava dolu bir balonda olduğu gibi).Turgor durumunu kaybeden otsu bitkiler, dikliliğini kaybeder.Yeterince su alamayan, saksıda bitkinin solması bu yüzdendir.

Aşağıdaki 2012-LYS sorusunu inceleyelim.

Burada palizat parankimasının ne olduğu çok da önemli değil.Glikoz derişimi düşen bir hücrenin ozmotik basıncı azalır ki ozmotik basıncın azalması demek su tutma kapasitesinin düşmesi demektir.Turgor basıncı ise artmaz.Aksine ozmotik basıncın düşmesi ile su kaybı oluşur.

Burada Cevap D şıkkıdır.

Önemli not:Birçok test kitabında “Hücre içi ozmotik basınç düşerse Turgor basıncı artar” genellemesi vardır ve bu genelleme son derece yanlıştır.Her ozmotik basınç düşüşü, Turgor basıncı artışı anlamına gelmez.Turgor basıncının artıp azalmayacağını sadece ozmotik basıncın artış veya azalışına bakarak anlayamayız.Turgor basıncın artıp azalacağını ancak suyun hücreye girip girmeyeceğine bakarak anlayabiliriz.

Bir de hayvan hücrelerin görülen hemoliz durumu vardır.Hayvan hücrelerinde hücre duvarı olmadığı için hayvan hücreleri aşırı derecede hipotonik ortamlara konulduğu zaman(mesela saf su) su ozmoz yolu ile hücre içine hücum eder.Hücre şişer,şişer fakat bir türlü dış ortam ile ozmotik basınç farklılığını eşitleyemez.En sonunda hayvan hücresi şişer ve patlar.Bu olaya da hemoliz diyoruz.

Tatlı suda yaşayan amip,öglena gibi tek hücreli hayvanlar tatlı suda yani hipotonik ortamda yaşar.Hücre içi ozmotik basınç yüksekliğinden dolayı hücre içine durmadan su girişi olur.Bu canlılar kontraktil koful(boşaltım kofulu) adlı özel organellere sahiptir.Bu organeller 24 saat boyunda durmadan ATP enerjisi harcayarak hücre içindeki fazla suyu dışarıya pompalar.Böylece hücre içi su yoğunluğu belirli bir seviyede tutulmuş olur.

16

Bazı test sorularında diyaliz kavramından bahsedilir.Diyaliz kavramı müfredat içerisinde olmasa da yine de öğrenmemiz gereken bir kavram.

Aşağıdaki resmi inceleyelim.

Yukarıdaki resimde görülen yarı-geçirgen zarla çevrili silindir, bir diyaliz tüpüdür.Böbrek yetersizliği olan insanların diyaliz cihazları ile kanını temizlediğini hepimiz duymuşuzdur.Bu cihazlarda kan, diyaliz tüpünden geçirilir. Kandaki protein,yağ gibi büyük maddeler yarı-geçirgen zardan geçemediği için tüp içinde kalır.Kan tüpten geçerken, kan tüpün dışındaki sıvılı ortam ile difüzyon ilişkisi oluşturur.Sıvılı ortam tuz,glikoz,aminoasit,su gibi faydalı maddeler içerir fakat kandaki zararlı maddeler sıvılı ortamda bulunmaz.Kandaki zararlı artık maddeler(üre,amonyak vs) yoğunluk farkından dolayı tüpün dışına doğru difüzyona uğrar, fakat sıvılı ortamdaki faydalı maddelerin yoğunluğu tüp içi yoğunluk ile aynı olduğu için faydalı maddeler tüp dışına çıkmaz.Böylece artık maddeler kandan uzaklaştırılmış olur.

Yukarıda bahsedildiği gibi yarı-geçirgen zar kullanılarak yapılan sıvı arındırma yöntemine diyaliz adı verilir.

Ozmoz’u ve Pasif Taşıma konusunu şimdilik bitiriyoruz.Diğer Taşıma yöntemlerinde de ozmoz ve ozmotik basınçtan bahsedeceğiz.

17

2) AKTİF TAŞIMA:

Aktif Taşıma adından da anlaşılacağı gibi kendiliğinden gerçekleşmez.Hücre zarında bulunan özel taşıyıcı proteinler ile molekül veya atomlar hücre içine alınır veya atılır.Bunu Sodyum-potasyum pompası ile örneklendirelim.Aşağıda sodyum-potasyum pompasını görüyoruz.

Sodyum-Potasyum pompası hücre zarında bulunan taşıyıcı bir proteindir. Sodyum-potasyum pompası doğrudan ATP enerjisi harcayarak sodyum iyonlarını hücre dışına atar,potasyum iyonlarını ise hücre içine alır. Sodyum-Potasyum pompası enzim etkinliği de gösterir.

Aktif taşıma kolaylaştırılmış difüzyona benzer.Fakat aralarında çok önemli farklar vardır.

Kolaylaştırılmış Difüzyon Aktif Taşıma Madde çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama doğru geçiş yapar.

Yoğunluk farkının bir önemi yoktur.Az yoğun ortamdan çok yoğuna ortama olduğu gibi tersi de olabilir.

Enerji harcanmaz, yavaş gerçekleşir. ATP harcanır ve çok hızlı gerçekleşir.

Bazı ders kitaplarında ve test sorularında (!) aktif taşıma sadece az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru yapılır gibi bir genelleme yazar.Bu yanlıştır.Yoğunluk farkı aktif taşımada bir anlam ifade etmez.

Aktif Taşıma ile hücre iç dengesini korur.(Homeostazi). Tuzlu suda yaşayan canlılar durmadan aktif taşıma yaparak fazla tuzu dışarıya atarlar.Mesela böbreklerimiz de ihtiyaç durumuna göre bazı maddeleri aktif taşıma ile dışarı atar veya tekrar geri kazanır.

3) ENDOSİTOZ:

Makromoleküllerin zarla çevrelenerek içeriye alınmasıdır. İçeriye alınan madde Katı ise bu endositoz çeşidine fagositoz Sıvı ise bu endositoz çeşidine pinositoz adı verilir.

18

a) Fagositoz(yeme): Fagositoz da katı durumlu yığın halinde makromoleküller hücre zarı ile çevrelenerek içeriye alınır.Aşağıdaki resmi inceleyim.

Birinci Durum

İkinci Durum

Yandaki resimlerde görüldüğü gibi katı bir madde yalancı ayakların dışarıya uzatılmasıyla çevreleniyor. Zarla çevrelenen madde, içeriye alınıyor. Bu zar ve besin maddesinin ikisine birden besin kofulu denir.

Fagositoz’u her hücre yapamaz.Hücre duvarı olan hücreler kesinlikle fagositoz yapamaz.Sadece bazı protistler ve hayvan hücreleri fagositoz yapabilir. b) Pinositoz:(içme) Pinositozda hücre içeriye doğru bir girinti oluşturur.Oluşan girinti içine dolan sıvı zar ile çevrelenerek içeriye alınır.

Birinci Durum

İkinci Durum

Pinositoz ile sıvı maddeler ve içinde dağınık bulunan makromoleküller içeriye alınır. Burada zar ile çevrelenen sıvı pinositik koful adını alır.

Endositoz ile hücre zarı miktarında azalma meydana gelir.

4) EKZOSİTOZ:

Makromoleküllerin yığın olarak dışarıya atılmasıdır.Nasıl endositoz sonucu koful oluşuyorsa, ekzositozda da önce koful yapılır ve bu koful dışarı atılma sonucu kaybolur.Aşağıda bir salgılama olayını görüyorsunuz.

19

Hücre içinde üretilen salgı maddesi zar ile çevrelenerek salgı kofuluna dönüşür.Salgı kofulu dışarıya doğru yollanır.Tam hücre zarına gelindiğinde salgı kofulunun zarı hücre zarı ile birleşir.Salgı maddesi serbestçe dışarıya doğru akar. Bütün ekzositozlar basitçe bu şekilde gerçekleşir.

Salgılama Artık Kofulun dışarı atılması Kontraktil kofulun dışarıya su atması

Yukarıdaki örnekler ekzositoz’a örnektir. Ekzositoz hemen hemen her hücrede gerçekleşir. Ekzositoz sırasında hücre zarı miktarında artış olur.

En başta belirtiğim bir şey vardı.Onu tekrar hatırlatayım.Küçük moleküller hücre zarından geçebilirken, Büyük moleküller(makromoleküller) hücre zarından geçemez.

İnorganik maddeler ve monomerler ya hücre zarından doğrudan geçer ya da aktif taşıma,kolaylaştırılmış difüzyon gibi yollarla bir şekilde geçirilir.Fakat protein,Nişasta gibi makromoleküller hücre zarından hiçbir zaman geçmez ancak zar ile çevrelenerek içeriye alınır.

Hücrede madde alışverişi konusu ne yazık ki daha bitmedi. İlave olarak öğrenmemiz gereken şeyler var çünkü ne yazık ki bunlar da test sorularında soruluyor.

Önce şu antika soruyu inceleyelim.

Sıcaklık artışı difüzyonu arttırır.Molekül büyüklüğü arttıkça maddenin difüyonu azalır.Basınç ile neyin basıncının kastedildiği muğlak ama çözünen maddenin basıncı kastediliyor herhalde.Çözünen maddenin basıncı arttıkça difüzyon hızı artar.Yani I ve III olumlu yönde etkiler.Peki por ile kastedilen nedir ? Por hücre zarı için ne anlama gelir ? Biraz da bunu irdeleyeceğiz.

Por kelimesi basitçe açıklık, delik demektir.Bağırsak zarındaki porlardan önceden bahsetmiştik.Peki hücre zarında por nerede bulunuyor ?

20

Önce aşağıdaki resmi incelememiz gerekiyor.

Hücre zarında bulunan bazı proteinler göründüğü üzere açıklıklar meydana getirir.Bu açıklıklardan belirli bir büyüklük,elektrik yükü ve kimyasal özelliği sahip olan maddeleri geçirir.Bu açıklıklara por, por’u oluşturan proteinlere ise taşıyıcı protein diyoruz. Kolaylaştırılmış difüzyon ve aktif taşıma bu taşıyıcı proteinlerin oluşturduğu porlardan yapılır. Aslında hücre zarındaki porlardan ders kitapları bahsetmez ama nedense bazı test sorularında hala hücre zarındaki porlardan soru sorar.

Porlardan yapılacak olan madde geçişinde sadece por’un büyüklüğü önem taşımaz.Sadece sodyum iyonunu geçirebilen porlar da vardır.Sadece su moleküllerini geçiren porlar da.Kısacası hücre zarı için porların daha geniş olması veya daha küçük olması gibi kıyaslamalar yapılamaz.Bu ancak bağırsak zarı gibi standart genişliğe sahip yarı-geçirgen zar porları için yapılabilir.

Kısacası yukarıdaki soru hatalıdır.Soruyu yazan kişi hücre zarı için değil de, bu soruyu bağırsak zarı için sorsaydı; cevap D şıkkı olurdu.Ama hücre zarı için böyle bir soru soramayız.

Kemiozmoz:

Buraya kadar gelmiş isek artık kemiozmoz’u da öğrenmemiz gerekiyor.Aşağıdaki resmi inceleyelim.

Yanda gördüğünüz taşıyıcı protein bir iyon kanalıdır.İyon kanallarında belirli yüke sahip iyonlar geçiş yapar.Bu geçiş yük farklarına dayalı olarak gerçekleşir. Bir zar ile ayrılan iki ortam arasındaki yük farklılığına bağlı olarak meydana gelen tek yönlü iyon geçişine kemiozmoz denir.

H+

, Na+

, Cl-, K

+ gibi iyonlar, iyon kanallarının porlarından; yükün fazla olduğu yerden az olduğu yere

doğru enerji harcanmadan kendiliğinden geçer.Kemiozmoz, kolaylaştırılmış difüzyon’a bir örnektir. “Bunu tekrar etmekte fayda görüyorum.Kemiozmozda yoğunluk farkı değil, yük farkı önemlidir.”

Hücrede madde alışverişi konusunu burada bitiriyorum.Belki de bu kadar ayrıntıya girdiğim için bana kızmışsınızdır fakat sorulan test sorularını mükemmel bir netlikte çözmek istiyorsanız, şimdiye kadar yaptığım açıklamaları iyice çalışmalı ve kavramalısınız.Başarılar.

www.biyolojikutusu.com