12.Sınıf Nükleik Asitlerin Keşfi ve Önemi Konusuna Ait Çalışma Soruları
Soru 1. 7503
Biyoloji dersinde sınıfta ATP sentezi konusu işlenmektedir. Öğretmen tahtaya bir ATP sentez şeması çizmiştir:
Ardından öğretmen, reaksiyonun gerçekleşmesi için gerekli olan enerjinin hangi biyolojik süreçlerden sağlanabileceğini sormuş ve öğrencilerden şu cevapları almıştır:
Ali: Glikozun karbondioksite kadar yıkılması
Veli: Yağların yağ asitleri ve gliserol moleküllerine sindirilmesi
Ayşe: Glikozun laktik aside kadar parçalanması
Halime: İnorganik maddelerin oksitlenmesi
Nuran: ETS'de elektronlarının aktarılması
Şekildeki ATP sentezinin sağlanabilmesi için gerekli enerji hangi öğrencinin çıkarımından sağlanamaz? Açıklayınız.
Yağların yağ asitleri ve gliserol moleküllerine sindirilmesi olayı, sindirim sisteminde gerçekleşen bir mekanik ve kimyasal ayrıştırma sürecidir. Bu olay enerji açığa çıkarmaz; sadece büyük molekülleri daha küçük yapı taşlarına dönüştürür. Bu nedenle, bu süreç ATP sentezine doğrudan enerji sağlayamaz.
Soru 2. 6662
Biyoloji dersinde öğretmen, Rekombinant DNA'lar konusunu işlemektedir. Öğretmen, bu DNA'ların bakterilerdeki plazmitlerin, başka bir canlıdan alınan klonlanacak DNA parçalarıyla birleştirilmesiyle üretildiğini ve bu süreçte restriksiyon enzimleri ile DNA ligaz enzimlerinin kullanıldığını açıklar. Üretilen rekombinant DNA'nın yalnızca klonlanacak geni içerdiğini vurgular. Öğretmen, konuyu daha iyi pekiştirmek için öğrencilerin konuyla ilgili yorum yapmalarını ister.
Ayşe: Üretiminde restriksiyon enzimleri kullanılır.
Fatma: İki farklı canlıya ait genleri taşır.
Gamze: Bakterinin plazmitleri kullanılabilir.
Hayriye: İnsana ait tüm genleri bulundurur.
Özlem: İki farklı DNA'nın DNA ligaz enzimi ile birleştirilmesiyle üretilir.
Bakterilere gen transferi yapılırken üretilen rekombinant DNA ile ilgili yukarıdaki öğrencilerin ifadelerinden hangisinin yanlış olduğunu belirterek açıklayınız.
(Fen Lisesi Müfredatı Sorusudur.)
Rekombinant DNA, başka bir canlıdan alınan ve klonlanmak istenen spesifik bir genin, bakterilerin plazmit DNA'sına entegre edilmesiyle oluşur. Bu süreçte sadece klonlanacak gen taşınır; tüm genetik bilgi veya insana ait tüm genler taşınmaz. Bu nedenle, Hayriye'nin "Rekombinant DNA, insana ait tüm genleri bulundurur." ifadesi yanlıştır.
Soru 3. 6892
Biyoloji dersinde öğretmen, protein sentezi sırasında kullanılan ATP, Aminoasit, tRNA, mRNA ve Antikodon kavramlarını detaylı bir şekilde işlemektedir. Öğretmen, bu moleküllerin protein sentezindeki rollerini ve sayılarının nasıl değiştiğini açıklamaktadır. Örneğin, aminoasitlerin tRNA molekülleri aracılığıyla ribozoma taşındığını ve her taşıma için bir ATP harcandığını, ancak bir proteinin sentezlenmesi için yalnızca bir mRNA'nın gerektiğini vurgulamıştır.
Protein sentezi sırasında kullanılan ATP, Aminoasit, tRNA, mRNA ve Antikodon moleküllerinden hangisinin sayısı en azdır? Nedenini açıklayınız.
Aminoasit ve tRNA: Bir proteinin sentezlenmesi için, protein zincirindeki her aminoasit için bir tRNA molekülü kullanılır. Ayrıca, her tRNA molekülünün aminoasit taşıması için bir ATP gereklidir. Bu nedenle, aminoasit ve tRNA moleküllerinin sayısı, proteindeki aminoasit sayısına eşittir. Antikodon: Her tRNA molekülü, ribozomda mRNA'nın bir kodonuyla eşleşmek için bir antikodon taşır. Bu nedenle antikodon sayısı da aminoasit sayısına eşittir. mRNA: Bir proteinin sentezi için yalnızca bir mRNA molekülü kullanılır. Aynı mRNA, ihtiyaç duyulduğu sürece tekrar tekrar kullanılabilir. Ancak sentez işlemi tamamlandıktan sonra mRNA parçalanır. Bu nedenle, protein sentezi sırasında kullanılan moleküllerden en az sayıda olan mRNA'dır.
Soru 4. 7313
Ayşe, biyoloji dersinde işledikleri genetik mühendisliği ve biyoteknoloji konularını evde tekrar etmeye karar verir. Ders sırasında öğretmeninin verdiği şu kavramları not almıştır: Rekombinant DNA, Transgenik Canlı, Gen Terapisi, DNA Polimeraz Enzimi, DNA Parmak İzi. Evde bu kavramları hatırlamak ve pekiştirmek amacıyla notlarını tekrar eder. Notlarının arasında aşağıdaki açıklamaları bulur:
1. İki farklı canlıya ait DNA'nın birleştirilmesiyle oluşan yeni DNA
2. Genetik yapısı değiştirilmiş hayvan veya bitki
3. DNA'daki tekrarlı dizilerin belirlenmesi ile oluşan görüntü
4. Bozuk genlerin sağlamları ile değiştirilmesi şeklinde uygulanan tedavi
Bu açıklamaları inceleyerek ve kavramları göz önünde bulundurarak açıklamalar içerisinde verilen kavramlardan hangisinin karşılığı yoktur? Açıklayınız.
1 (Rekombinant DNA): İki farklı canlıya ait DNA'nın birleştirilmesiyle oluşan yeni DNA tanımı, "Rekombinant DNA" kavramına karşılık gelir. 2 (Transgenik Canlı): Genetik yapısı değiştirilmiş hayvan veya bitki, "Transgenik Canlı" tanımını açıklar. 3 (DNA Parmak İzi): DNA'daki tekrarlı dizilerin belirlenmesiyle oluşan görüntü, "DNA Parmak İzi" olarak adlandırılır. 4 (Gen Terapisi): Bozuk genlerin sağlamları ile değiştirilmesi şeklinde uygulanan tedavi, "Gen Terapisi" tanımına uygundur. Ancak verilen açıklamalar arasında "DNA Polimeraz Enzimi" ile ilgili bir tanım bulunmamaktadır. DNA Polimeraz, DNA replikasyonu sırasında DNA'nın kopyalanmasını sağlayan bir enzimdir ve bu listede yer almamıştır.
Soru 5. 7108
Biyoloji öğretmeni, bir bitki hücresinde gerçekleşen nükleik asitlerle ilgili süreçleri açıklarken öğrencilerine şu görseli ve bilgileri sunar. Görselde, DNA'nın replikasyonu (I), transkripsiyonu (II) ve mRNA'nın translasyonu (III) süreçleri numaralandırılmıştır. Öğretmen, şu açıklamayı yapar: "Bitki hücresi ökaryot yapılı olduğu için I (replikasyon) ve II (transkripsiyon) çekirdekte, III (translasyon) ise sitoplazmada ribozomlar üzerinde gerçekleşir. Ancak bitki hücresinde mitokondri ve kloroplast gibi organellerde bu üç süreç de gerçekleşebilir. Mitokondride bu olaylar matriks sıvısında, kloroplastta ise stromada meydana gelir."
Öğretmen, ardından öğrencilere nükleik asit süreçlerinin farklı hücre kısımlarında gerçekleşme durumunu sorgulayan şu ifadeleri sunar:
1. I çekirdekte, II ve III sitoplazmada gerçekleşir.
2. I ve II stromada, III çekirdekte gerçekleşir.
3. I ve III çekirdekte, II sitoplazmada gerçekleşir.
4. Her üç olay da çekirdekte gerçekleşir.
5. Her üç olay da matriks sıvısında gerçekleşir.
Yukarıdaki açıklama ve görselde belirtilen süreçlere göre, olayların gerçekleştiği hücre kısımlarıyla ilgili hangi ifade doğrudur? Açıklayınız.
"5. Her üç olay da matriks sıvısında gerçekleşir." İfadesi doğrudur. Mitokondri ve kloroplast gibi organeller kendi DNA'sına sahiptir ve bu DNA üzerinde replikasyon, transkripsiyon ve translasyon süreçlerini gerçekleştirebilir. Mitokondride bu olaylar matriks sıvısında, kloroplastta ise stromada meydana gelir. Bu nedenle, her üç olayın da matriks sıvısında gerçekleşmesi mümkündür.
Soru 6. 7447
Biyoloji öğretmeni sınıfta protein sentezinin detaylarına ilişkin bir ders işlemektedir. Öğretmen, tahtaya şu kavramları yazar: mRNA, tRNA, ATP, Ribozom, Mitokondri. Ardından protein sentezinin nasıl gerçekleştiğini şu şekilde açıklar:
"Protein sentezi, hücredeki birçok yapının koordinasyonuyla gerçekleşir. İlk olarak, genetik bilgi mRNA ile ribozoma taşınır. Ribozom, bu genetik bilgiyi okuyarak protein üretimi yapar. Sitoplazmada bulunan tRNA molekülleri, doğru amino asitleri ribozoma taşır ve bu taşıma sırasında enerji gereklidir. Bu enerji, hücredeki ATP moleküllerinden sağlanır. Ökaryot hücrelerde ATP üretimi genellikle mitokondride gerçekleşir, ancak prokaryot hücrelerde mitokondri bulunmaz ve ATP başka yollarla sağlanır."
Daha sonra öğretmen öğrencilere şu soruyu yöneltir:
Protein sentezinin gerçekleşmesi için yukarıda bahsedilen kavramlardan hangisinin bulunması şart değildir? Yazarak açıklayınız.
Bu kavramlardan mitokondrinin bulunması şart değildir. Prokaryot hücrelerde mitokondri bulunmamasına rağmen protein sentezi gerçekleşebilir. ATP üretimi prokaryotlarda hücre zarındaki enzimlerle sağlanır. Bu nedenle, protein sentezi için mitokondri zorunlu bir yapı değildir.
Soru 7. 6853
Biyoloji dersinde öğretmen, DNA'nın yapısını ve genetik bilgiyi nasıl depoladığını açıklamak için derinlemesine bir anlatım yapmaktadır. Öğretmen, dersin başında şu kavramları tahtaya yazar: Kromatin, DNA, Gen, Antikodon, Kromozom. Bu kavramların her birini örneklerle açıklar. Öğretmen, DNA'nın üzerinde yer alan üç nükleotitli şifrelerin (kodonlar) genetik bilgiyi taşıdığını ve protein sentezini yönlendirdiğini söyler. Ardından öğrencilere şu örneği verir:
“DNA üzerindeki üç nükleotitli şifreler, hücrede birçok yapıyı oluşturur ve fonksiyonların gerçekleşmesini sağlar. Örneğin, bu şifreler sayesinde genler oluşur ve protein sentezlenir. Ancak bazı yapılar doğrudan DNA tarafından oluşturulmaz, farklı mekanizmalarla ilişkilidir.”
DNA üzerinde bulunan üç nükleotitli şifrelerin bir araya gelmesi ile yukarıda verilen kavramlardan hangisi oluşmaz? Açıklayınız.
Bu kavramlardan Antikodon oluşmaz. Antikodon, tRNA üzerinde bulunan ve mRNA üzerindeki kodonlarla eşleşen üçlü bir dizidir. Bu nedenle antikodon, DNA tarafından doğrudan oluşturulan bir yapı değildir. Antikodon, protein sentezinin bir parçası olarak tRNA tarafından sağlanır.
Soru 8. 6578
Prokaryot ve ökaryot hücrelerde gerçekleşen DNA replikasyonunun farklılıkları ve benzerlikleri nelerdir? Yazınız.
(MEB 12.Sınıf 1.Dönem 2.Ortak Yazılı Örnek Sorusu)
Prokaryot hücrenin DNA’sı halkasal, ökaryot hücrenin DNA’sı ise doğrusaldır. Prokaryot hücrelerde bir replikasyon orijini vardır ve replikasyon iki yönlü olarak devam eder. Ökaryot hücrelerde ise yüzlerce hatta binlerce replikasyon orijininden her iki yöne doğru ilerler. Hem prokaryot hem de ökaryot hücrelerde DNA replikasyonu, DNA’nın çift sarmal yapısının açılmasıyla başlar ve yeni nükleotidlerin eklenmesiyle devam eder. Her iki hücre tipinde de benzer enzimler kullanılır.
Soru 9. 6746
Yukarıdaki grafikte diploit bir hücrenin mitozundaki DNA miktarının değişimi gösterilmektedir. Sizler de grafikteki sayısal verilere dayanarak bu hücrenin mayozu sırasında DNA miktarındaki değişimi gösteren bir grafiği çiziniz.
Sorunun Çözümü ve Açıklaması
Değerli öğrenciler, mitoz bölünmede DNA miktarındaki değişimi kavradıktan sonra, mayoz bölünmedeki değişimi anlamak çok daha kolay olacaktır. Soruda verilen mitoz grafiğinde diploit bir hücrenin G1 evresinde '2C' DNA miktarına sahip olduğunu ve S evresinde bu miktarın '4C'ye çıktığını, ardından bölünme sonu her yavru hücreye tekrar '2C' DNA düştüğünü varsayalım. Mayoz bölünme de DNA replikasyonundan sonra başladığı için, başlangıç DNA miktarı mitoz öncesi S evresi sonrası durumuna benzer olacaktır.
Adım 1: Mayoz Öncesi ve Mayoz I Evreleri
Mayoz bölünmeye girecek olan diploit hücre, tıpkı mitozda olduğu gibi, öncesinde interfazın S evresinde DNA replikasyonunu tamamlar. Dolayısıyla, mayoz I'e giren hücrenin DNA miktarı, G1 evresindeki bir hücrenin iki katı, yani '4C' seviyesindedir.
Mayoz I'in (Profaz I, Metafaz I, Anafaz I) tüm evreleri boyunca hücre henüz bölünmediği için DNA miktarı '4C' olarak kalır. Bu evrelerde homolog kromozomlar ayrılır.
Adım 2: Mayoz I Sonrası (Sitokinez I) ve Mayoz II Evreleri
Mayoz I'in sonunda gerçekleşen sitokinez I ile hücre ikiye bölünür. Her bir yeni hücre, homolog kromozomların ayrılması nedeniyle kromozom sayısı bakımından haploit (n) hale gelmiştir. Ancak her kromozom hala iki kromatitten oluştuğu için, DNA miktarı yarıya inerek '2C' seviyesine düşer.
Mayoz II'ye (Profaz II, Metafaz II, Anafaz II) giren her iki hücrede de bu evreler boyunca DNA miktarı '2C' olarak kalır. Bu evrelerde kardeş kromatitler ayrılmaya hazırlanır ve ayrılır.
Adım 3: Mayoz II Sonrası (Sitokinez II) ve Gamet Oluşumu
Hazırlanacak grafikte, DNA miktarının zaman ekseninde sırasıyla 4C'de başlayıp, Mayoz I sonunda 2C'ye düşmesi ve Mayoz II sonunda da C'ye düşmesi bu adımları net bir şekilde göstermelidir. Yani grafik, 4C'den başlayan ve iki basamaklı bir düşüşle C'ye ulaşan merdiven benzeri bir eğri çizecektir.
Mayoz II'nin sonunda gerçekleşen sitokinez II ile her bir hücre tekrar ikiye bölünür. Kardeş kromatitlerin ayrılarak farklı hücrelere gitmesiyle, oluşan toplam dört yavru hücrenin her birinin DNA miktarı 'C' seviyesine düşer.
Sonuç olarak, mayoz bölünme ile başlangıçtaki '4C' DNA miktarına sahip diploid bir hücreden, 'C' DNA miktarına sahip dört adet haploit (n) hücre (gamet veya spor) oluşmuş olur.
Soru 10. 7548
DNA ve RNA moleküllerini aşağıda verilen özellikler açısından karşılaştırarak tabloya yazınız.
| Özellik | DNA | RNA |
| Şeker | ||
| Bazlar | ||
| Görev | ||
| Yapısı |
(MEB 1.Dönem 1.Yazılı Senaryoları Soru Örneği)
| Özellik | DNA | RNA |
| Şeker | Deoksiriboz | Riboz |
| Bazlar | Adenin, Guanin, Sitozin ve Timin | Adenin, Guanin, Sitozin ve Urasil |
| Görev | Kalıtsal bilgiyi taşır ve bilginin yavru hücrelere aktarılmasını sağlar. Protein sentezini ve hücredeki metabolik olayları yönetir. | Protein sentezinde görevlidir. Hücredeki yaşamsal olayların yönetiminde DNA ile birlikte görev alır. |
| Yapısı | Çift Sarmal | Genellikle tek sarmal |