12.Sınıf Biyoloji Ders Notları

12.Sınıf Biyoloji Ders Notları WORD İndir

12. SINIF BİYOLOJİ DERS NOTU (KAPSAMLI DERS ÖZETİ)

1. ÜNİTE: GENDEN PROTEİNE

1. BÖLÜM: Nükleik Asitlerin Keşfi ve Önemi

1.1. Nükleik Asitlerin Keşfi Süreci ve Önemi

• Friedrich Miescher (1869): İrin içindeki akyuvarlardan ve balık yumurtalarının çekirdeğinden asit özellikteki maddeyi izole ederek "nüklein" adını vermiştir. Daha sonra bunun nükleik asit olduğu anlaşılmıştır.
• Frederick Griffith (1928): Streptococcus pneumoniae bakterileriyle yaptığı deneyde, ısıtılarak öldürülmüş kapsüllü (S tipi) bakterilerin kalıtsal maddesinin canlı kapsülsüz (R tipi) bakterilere aktarılarak onları hastalık yapıcı hâle getirdiğini keşfetmiştir.
• Oswald Avery ve Arkadaşları: Bakteri özütünü protein, RNA, DNA, lipid ve karbohidratı parçalayan enzimlerle incelemiş; yalnız DNaz enzimi eklendiğinde dönüşümün engellendiğini görerek kalıtım materyalinin DNA olduğunu ortaya koymuşlardır.
• Alfred Hershey ve Martha Chase: Bakteriyofajlar ($T_2$ virüsü) ile yaptıkları deneyde fosforu radyoaktif ($^{32}P$) olarak DNA'da, kükürdü ($^{35}S$) protein kılıfta işaretlemişler; hücre içine giren maddenin protein değil DNA olduğunu kesin olarak kanıtlamışlardır.
• Erwin Chargaff: $A = T$ ve $G = C$ oranlarının birbirine eşit olduğunu kanıtlamıştır.
• Rosalind Elsie Franklin: X ışını kırınımı yöntemiyle DNA'nın sarmal yapısını ve 3,4 nm'lik periyotlarını fotoğraflamıştır.
• James Watson ve Francis Crick (1953): Franklin'in verilerinden ve Chargaff kuralından yararlanarak DNA'nın ünlü çift sarmal (heliks) modelini kurmuşlar, 1962 Nobel Tıp Ödülü'nü almışlardır. 25 Nisan tüm dünyada "Dünya DNA Günü" olarak kutlanır.

1.2. Nükleik Asitlerin Çeşitleri ve Görevleri

• Nükleik asitler; kalıtsal bilginin depolanması, aktarılması ve protein sentezinin yönetiminden sorumludur. Yapı taşları nükleotittir.
• Nükleotit Yapısı: Bir pentoz (5 karbonlu şeker), bir azotlu organik baz ve bir fosfat grubundan oluşur.
• Azotlu Bazlar: Pürinler (Adenin, Guanin - çift halkalı) ve Pirimidinler (Timin, Sitozin, Urasil - tek halkalı). Timin sadece DNA'da, Urasil sadece RNA'da bulunur.
• Şekerler: DNA'da deoksiriboz ($C_5H_{10}O_4$), RNA'da riboz ($C_5H_{10}O_5$) yer alır.
• Bağlar: Baz ile şeker arasında glikozit bağı, şeker ile fosfat arasında ester bağı, nükleotitler arasında ise fosfodiester bağı bulunur.
• DNA: Çift zincirli, antiparalel ($5' \rightarrow 3'$ ve $3' \rightarrow 5'$) sarmal yapıdır. A ile T arasında ikili, G ile C arasında üçlü zayıf hidrojen bağı bulunur. $G+C$ oranı yüksek DNA'ların ısıya dayanıklılığı daha fazladır.
• RNA: Tek zincirlidir. Kendini eşleyemez; DNA üzerinden sentezlenir. Üç temel çeşidi vardır:

1. Mesajcı RNA (mRNA): DNA'dan aldığı genetik şifreyi ribozoma taşır. Üçlü nükleotit dizilerine kodon denir.
2. Taşıyıcı RNA (tRNA): Sitoplazmadaki amino asitleri ribozoma taşır. Yonca yaprağı şeklindedir; üzerinde mRNA kodonuna karşılık gelen antikodon bölgesi bulunur.
3. Ribozomal RNA (rRNA): Hücrede en çok bulunan RNA çeşididir; ribozomun yapısına katılır ve peptit bağlarının kurulmasında enzim gibi davranır.

1.3. Hücredeki Genetik Materyalin Organizasyonu

• Gen: Özgül nükleotit dizisinden oluşan kalıtsal bilgi birimidir.
• Kromatin ve Kromozom: Ökaryotlarda DNA, histon proteinleri etrafına sarılarak nükleozomları, onlar da kromatin iplikleri oluşturur. Hücre bölünmesi sırasında kromatinler kısalıp kalınlaşarak kromozomları meydana getirir.

1.4. DNA Replikasyonu

• Hücre bölünmesinden önce DNA'nın kendini kopyalayarak miktarını iki katına çıkarmasına replikasyon denir.
• Meselson ve Stahl Deneyi: İzotop azot ($^{14}N$ ve $^{15}N$) kullanarak DNA'nın yarı korunumlu (semi konservatif) olarak eşlendiğini kanıtlamışlardır.
• Replikasyonda Görev Yapan Enzimler:
• Helikaz: DNA sarmalının hidrojen bağlarını kopararak iki zinciri birbirinden ayırır.
• DNA Polimeraz: Kalıp zincirin karşısına uygun nükleotitleri ekleyerek yeni zinciri sentezler ve onarım yapar.
• DNA Ligaz: Kesintili sentezlenen DNA parçalarını (Okazaki parçaları) fosfodiester bağıyla birleştirir.

2. BÖLÜM: Genetik Şifre ve Protein Sentezi

1.2.1. Protein Sentez Mekanizması

• Genetik Şifre (Kod): 4 çeşit nükleotidin üçlü kombinasyonları (64 çeşit kodon) 20 çeşit amino asidi şifreler.
• Başlama kodonu: AUG (Metiyonin amino asidini şifreler).
• Durdurucu (Stop) kodonlar: UAA, UAG, UGA (amino asit karşılığı yoktur, sentezi sonlandırır).
• Protein Sentez Aşamaları: Bilgi akışı $\text{DNA} \rightarrow \text{mRNA} \rightarrow \text{Protein}$ şeklindedir.

1. Transkripsiyon (Yazılma): Çekirdekte (veya mitokondri/kloroplastta) DNA'nın kalıp zinciri üzerinden RNA polimeraz yardımıyla mRNA sentezlenmesidir.
2. Translasyon (Okuma): Sitoplazmada ribozom üzerinde mRNA kodonları ile tRNA antikodonlarının eşleşmesiyle, amino asitler arasında peptit bağlarının kurularak polipeptit üretilmesidir.
• Poliribozom (Polizom): Bir mRNA üzerine birden fazla ribozomun bağlanmasıyla kısa sürede aynı proteinden çok sayıda üretilmesini sağlar.

1.2.2 - 1.2.4. Genetik Mühendisliği, Biyoteknoloji ve Uygulamaları

• Genetik Mühendisliği: Canlıların kalıtsal özelliklerini değiştirerek yeni işlevler kazandıran bilim dalıdır.
• Biyoteknoloji: Biyolojik sistemler kullanarak istenen maddeleri üreten teknolojilerin tümüdür.
• Temel Uygulamalar:
• Model Organizmalar: Bilimsel çalışmalarda kullanılan Saccharomyces cerevisiae, Drosophila melanogaster, Mus musculus, Arabidopsis thaliana ve Caenorhabditis elegans.
• İnsan Genom Projesi: İnsan DNA'sının nükleotit dizisinin tamamen haritalandırılması projesidir (2003'te tamamlanmıştır).
• DNA Parmak İzi ve PCR: Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile DNA çoğaltılır; elektroforez ile bant izleri çıkarılarak kriminoloji ve babalık testlerinde kullanılır.
• Kök Hücre Teknolojisi: Sınırsız bölünebilme ve farklılaşma yeteneğine sahip embriyonik ve yetişkin kök hücrelerdir.
• Gen Klonlama (Rekombinant DNA): İstenen genin restriksiyon endonükleaz enzimiyle kesilip plazmite DNA ligaz ile bağlanarak bakteriye aktarılması sürecidir.
• Sağlık ve Endüstri: Dolly'nin klonlanması (Somatik hücre nükleer transferi), yapay doku/organ, rekombinant insülin, interferon ve aşı üretimi, gen terapisi.
• Biyogüvenlik ve Biyoetik: Biyoteknolojik çalışmaların insan sağlığı ve çevreye zarar vermemesi için alınan yasal önlemler ve etik incelemelerdir (Türkiye'de 2010 Biyogüvenlik Kanunu).

2. ÜNİTE: CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ

Bu ünite; canlılık ve enerji ilişkilerini, ATP döngüsünü, fotosentez reaksiyonlarını ve hızına etki eden faktörleri, kemosentezi ve hücresel solunum çeşitlerini (oksijenli solunum, oksijensiz solunum, fermantasyon) inceler.

1. BÖLÜM: Canlılık ve Enerji

2.1. Canlılığın Devamı İçin Enerji

• Metabolizma: Hücredeki yapım (anabolizma) ve yıkım (katabolizma) tepkimelerinin toplamıdır.
• Ekzergonik tepkimeler kendiliğinden gerçekleşir ve enerji açığa çıkarır (örn. hücresel solunum).
• Endergonik tepkimeler enerji gerektirir (örn. protein sentezi, aktif taşıma).
• ATP (Adenozin Trifosfat): Hücrenin evrensel enerji taşıyıcısıdır. Yapısında adenin, riboz ve üç fosfat grubu bulunur.
• Fosforilasyon Çeşitleri:

1. Substrat Düzeyinde Fosforilasyon: Tüm canlılarda ortak olarak substruttan ADP'ye fosfat aktarılmasıyla ATP üretilir.
2. Oksidatif Fosforilasyon: ETS'de elektronların taşınması sırasında açığa çıkan enerji ile ATP sentezlenir.
3. Fotofosforilasyon: Klorofil bulunduran hücrelerde ışık enerjisi kullanılarak ATP üretilir.

2. BÖLÜM: Fotosentez

2.2. Fotosentez

• Klorofil taşıyan canlıların ışık enerjisi kullanarak inorganik maddelerden ($CO_2$ ve $H_2O$) organik besin sentezlemesidir.
• Genel Denklem:

$$6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{Işık + Klorofil}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$$

• Fotosentezin Evreleri:
1. Işığa Bağımlı Reaksiyonlar: Kloroplastın tilakoit zarlarında gerçekleşir. Su fotolize uğrar ($O_2$ açığa çıkar); fotofosforilasyon ile ATP ve NADPH üretilir.
2. Işıktan Bağımsız Reaksiyonlar (Calvin Döngüsü): Kloroplastın stromasında gerçekleşir. $CO_2$, ATP ve NADPH kullanılarak PGAL sentezlenir; oradan glikoz ve diğer organik moleküller üretilir.
• Hıza Etki Eden Faktörler: Klorofil miktarı, ışık şiddeti, sıcaklık, $CO_2$ yoğunluğu, ışığın dalga boyu (mor, mavi ve kırmızı ışıkta hız en yüksek, yeşil ışıkta en düşüktür).

3. BÖLÜM: Kemosentez

2.3. Kemosentez

• Işık enerjisi kullanılmaksızın; inorganik maddelerin ($H_2S$, $NH_3$, $NO_2$, $Fe^{2+}$ vb.) oksidasyonu sonucunda açığa çıkan kimyasal enerji ile $CO_2$ ve suyun birleştirilerek organik besin sentezlenmesidir.
• Sadece bazı prokaryotlarda görülür; gece-gündüz kesintisiz devam eder ve azot döngüsünde (nitrifikasyon) kritik rol oynar.

4. BÖLÜM: Hücresel Solunum

2.4. Hücresel Solunum

• Organik moleküllerin parçalanarak ATP üretilmesi sürecidir.
• Oksijenli Solunum (Aerobik Solunum):
• Ökaryotlarda sitoplazmada başlayıp mitokondride tamamlanır.
• Aşamaları:
1. Glikoliz: Sitoplazmada ortak gerçekleşir (Net 2 ATP, 2 NADH, 2 piruvat).
2. Piruvat Oksidasyonu ve Krebs Döngüsü: Mitokondri matriksinde gerçekleşir; $CO_2$ açığa çıkar, NADH, $FADH_2$ ve 2 ATP üretilir.
3. Elektron Taşıma Sistemi (ETS) Evresi: Kristalarda gerçekleşir; son elektron alıcısı oksijendir; su ve yüksek miktarda ATP (toplamda 30-32 ATP) üretilir.
• Kemiosmotik Görüş: Zarlar arası proton (H+) derişim farkı ve ATP sentaz enzimi aracılığıyla ATP sentezlenmesini açıklar.
• Oksijensiz Solunum (Anaerobik Solunum):
• Oksijen kullanılmaksızın ETS yardımıyla ATP üretilen süreçtir. Son elektron alıcısı $O_2$ dışında inorganik bir moleküldür ($NO_3^-$, $SO_4^{2-}$ vb.).
• Fermantasyon:
• ETS kullanılmaksızın sadece substrat düzeyinde fosforilasyonla az miktarda ATP üreten süreçtir.
• Etil Alkol Fermantasyonu: Pirüvattan $CO_2$ çıkarak asetaldehit oluşur, ardından etil alkole indirgenir (Maya mantarları).
• Laktik Asit Fermantasyonu: Pirüvat doğrudan laktik aside dönüşür ($CO_2$ çıkmaz) (Yoğurt bakterileri, çizgili kaslar).

3. ÜNİTE: BİTKİ BİYOLOJİSİ

Bu ünite; bitkilerin genel yapısını, bitkisel dokuları (meristem, temel, iletim, örtü), kök, gövde ve yaprak anatomisini, bitki hormonlarını (oksin, sitokinin, giberellin, absisik asit, etilen), bitki hareketlerini (tropizma ve nasti), bitkilerde madde taşınmasını (kök basıncı, terleme-kohezyon teorisi, basınç akış teorisi) ve bitkilerde eşeyli üremeyi inceler.

1. BÖLÜM: Bitkilerin Yapısı

3.1. Bitkilerin Yapısı ve Dokular

• Meristem (Bölünür) Doku: Sürekli bölünebilme yeteneğine sahip farklılaşmamış hücrelerdir.
• Kökenlerine göre: Primer (birincil - boyca uzamayı sağlar) ve Sekonder (ikincil - enine kalınlaşmayı, kambiyumu oluşturur) meristem.
• Bulundukları yere göre: Uç (apikal) meristem ve yanal (lateral) meristem.
• Temel Doku Sistemi: Parankima (özümleme, iletim, depo, havalandırma parankiması), Kollenkima (pek doku, canlı destek) ve Sklerenkima (sert doku, ölü destek - lifler ve taş hücreleri).
• İletim Doku Sistemi:
• Ksilem (Odun Boruları): Ölü hücrelerden (trake ve trakeit) oluşur; kökten yaprağa doğru su ve mineralleri tek yönlü taşır.
• Floem (Soymuk Boruları): Canlı hücrelerden (kalburlu borular ve arkadaş hücreleri) oluşur; organik besinleri çift yönlü taşır.
• Örtü Doku Sistemi: Epidermis (kütikula tabakası, stomalar, tüyler, hidatotlar, emergensler) ve Peridermis / Mantar Doku (odunsu gövdelerde mantar kambiyumu ile oluşan koruyucu tabaka, lentisel/kovucuk içerir).
• Bitkisel Organlar:
• Kök: Su ve mineral alımı, toprağa bağlanma ve besin depolama (kazık ve saçak kök).
• Gövde: Taşıma ve destek sağlama (tek ve çift çenekli gövde anatomisi).
• Yaprak: Fotosentez, terleme ve gaz alışverişi merkezi (palizat ve sünger parankimasından oluşan mezofil tabakası).

3.2. Bitki Hormonları

• Oksin: Büyümeyi teşvik eder, fototropizmada asimetrik büyümmeyi sağlar.
• Sitokinin: Hücre bölünmesini ve yan tomurcuk gelişimini uyarır, yaşlanmayı geciktirir.
• Giberellin: Gövde uzamasını ve tohum çimlenmesini uyarır.
• Absisik Asit (ABA): Stres hormonu olup stomaları kapatır, tohumun uykuda (dormansi) kalmasını sağlar.
• Etilen: Gaz hâlindeki hormondur; meyve olgunlaşmasını ve yaprak dökümünü tetikler.

3.3. Bitkilerde Hareket

• Tropizma (Yönelim): Uyaranın yönüne bağlı gerçekleşen, oksin asimetrisine dayalı kalıcı büyüme hareketleridir (Fototropizma, geotropizma, hidrotropizma, kemotropizma, haptotropizma).
• Nasti (Irganım): Uyaranın yönüne bağlı olmaksızın turgor basıncı değişimleriyle oluşan hızlı durum değişiklikleridir (Fotonasti, sismonasti, termonasti).

2. BÖLÜM: Bitkilerde Madde Taşınması

3.1. Köklerde Su ve Mineral Emilimi

• Su ve mineraller kök emici tüyleri aracılığıyla apoplast (hücre çeperleri arası) veya simplast (sitoplazmalar arası) yolla alınır. Endodermisteki kaspari şeridi suyu seçici olarak içeri geçirir.
• Mikoriza (kök-mantar ortaklığı) ve Nodül (baklagil kökü - Rhizobium bakterisi) emilim yüzeyini artırır.

3.2. Su ve Minerallerin Taşınması

• Ksilemde yukarı doğru taşınmada etkili faktörler: Kök basıncı (ve hidatotlarla gutasyon/damlama), Kılcallık (adhezyon) ve en büyük etki olan Terleme-Kohezyon Gerilim Teorisi. Stomaların açılıp kapanması bekçi hücrelerdeki turgor basıncı değişimleri ($K^+$ iyonları ve glikoz etkisiyle) düzenlenir.

3.3. Fotosentez Ürünlerinin Taşınması

• Floemde organik besinlerin taşınması Basınç Akış Teorisi (pozitif basınç) ile açıklanır (Kaynak hücreden havuz hücreye doğru turgor basıncı farkıyla taşınır).

3. BÖLÜM: Bitkilerde Eşeyli Üreme

3.1. Çiçeğin Yapısı ve Kısımları

• Tam bir çiçek dıştan içe doğru: Çanak yaprak, taç yaprak, erkek organ (başçık ve sapçık) ve dişi organ (tepecik, dişicik borusu, yumurtalık/ovaryum) kısımlarından oluşur.

3.2. Üreme Hücrelerinin Oluşumu ve Döllenme

• Erkek Üreme Hücresi (Polen): Başçıktaki mikrospor ana hücrelerinin (2n) mayoz geçirmesi ve ardından mitozla vejetatif ve generatif hücreleri oluşturmasıyla meydana gelir.
• Dişi Üreme Hücresi: Yumurtalıktaki megaspor ana hücresinin mayoz ve ardından mitoz bölünmeler geçirmesiyle 8 çekirdekli embriyo kesesi (yumurta ve polar çekirdekler dahil) oluşur.
• Çift Döllenme: Polen tüpünden gelen iki spermden biri yumurtayı dölleyerek zigotu (2n), diğeri iki polar çekirdeği dölleyerek triploit endospermi (3n) oluşturur.

3.3. Tohum, Meyve ve Çimlenme

• Döllenme sonrası tohum taslağı tohuma, ovaryum ise meyveye dönüşür.
• Çimlenme: Uygun sıcaklık, su ve oksijen varlığında embriyonun gelişerek tohum kabuğunu çatlatmasıdır.
• Dormansi (Uyku Hâli): Tohumun uygun koşullar oluşana kadar metabolik faaliyetlerini askıya alması durumudur (Absisik asit etkilidir).

4. ÜNİTE: CANLILAR VE ÇEVRE

Bu ünite; çevre şartlarının genetik değişimlerin sürekliliğine etkisini, varyasyon, mutasyon, doğal seçilim, adaptasyon ve tarım/hayvancılıkta yapay seçilim uygulamalarını inceler.

1. BÖLÜM: Canlılar ve Çevre

4.1. Çevre Şartlarının Genetik Değişimlerin Sürekliliğine Etkisi

• Varyasyon: Aynı tür bireyler arasında görülen genetik ve çevresel kaynaklı farklılıklardır (mayoz, krossing-over, mutasyon vb. ile oluşur).
• Mutasyon: DNA nükleotit dizilimindeki kalıcı değişikliklerdir.
• Doğal Seçilim: Ortam koşullarına uyum sağlayabilen avantajlı özelliklere sahip bireylerin hayatta kalıp üreme şansının yüksek olmasıdır (Örn: Biberli güveler, antibiyotik direnci kazanan bakteriler, insektisit direnci).
• Adaptasyon: Canlının çevrede hayatta kalma ve üreme şansını artıran kalıtsal uyum yetenekleridir.
• Yapay Seçilim: İnsanların bilinçli olarak istenen özelliklere sahip bireyleri seçip üretmesidir (Örn: Mısırın atası teosinteden ıslahı, evcil köpek ırkları, yabani hardaldan brokoli/lahana üretimi).