Bir öğrenci laboratuvar ortamında maya hücrelerinin solunum hızını ölçmek için deney düzeneği hazırlıyor. Deney tüpüne glikoz çözeltisi ve maya hücreleri koyup üzerine bir miktar yağ ekliyor. Tüpün ağzına yerleştirdiği delikli tıpa ile gaz çıkış borusunu CO₂ ölçer cihaza bağlıyor. Ölçümler sonucunda CO₂ üretim hızının beklenenden düşük olduğunu gözlemliyor.
Bu durumun temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
A) Yağ tabakasının oksijen geçişini engellemesi
B) Glikoz konsantrasyonunun yetersiz olması
C) Maya hücrelerinin ölmüş olması
D) Ortam sıcaklığının yüksek olması
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu adım adım inceleyerek, maya hücrelerinin solunum hızıyla ilgili bu deneydeki durumu birlikte anlayalım:
- 1. Maya Hücrelerinin Solunumu: Maya hücreleri, enerji üretmek için solunum yaparlar. İki ana solunum şekli vardır:
- Oksijenli Solunum (Aerobik Solunum): Ortamda yeterli oksijen bulunduğunda gerçekleşir. Glikozu tamamen parçalayarak çok daha fazla enerji (ATP) ve karbondioksit ($CO_2$) üretir. Bu, mayanın tercih ettiği ve daha verimli olan solunum şeklidir.
- Oksijensiz Solunum (Anaerobik Solunum / Fermantasyon): Ortamda oksijen yetersiz olduğunda veya hiç olmadığında gerçekleşir. Glikozu kısmen parçalayarak daha az enerji (ATP), karbondioksit ($CO_2$) ve alkol (etanol) üretir. Bu, oksijenli solunuma göre daha az verimli bir süreçtir.
- 2. Deney Düzeneğindeki Yağ Tabakası: Deneyde, glikoz çözeltisi ve maya hücrelerinin üzerine bir miktar yağ ekleniyor. Yağ, su üzerinde yüzen ve gazların (özellikle oksijenin) çözeltiye geçişini engelleyen bir bariyer oluşturur.
- 3. Yağ Tabakasının Etkisi: Yağ tabakası, deney tüpündeki çözelti ile dış ortam arasındaki oksijen alışverişini keser. Bu durumda, maya hücreleri kısa süre içinde çözeltideki mevcut oksijeni tüketir ve oksijensiz kalır.
- 4. Solunum Şeklinin Değişimi: Oksijensiz kalan maya hücreleri, enerji üretmeye devam etmek için oksijenli solunumdan oksijensiz solunuma (fermantasyona) geçmek zorunda kalır.
- 5. $CO_2$ Üretim Hızındaki Değişim: Oksijensiz solunum, oksijenli solunuma göre daha az verimli olduğu için, genellikle birim zamanda daha az enerji üretir ve dolayısıyla $CO_2$ üretim hızı da beklenenden (yani oksijenli solunum yapıldığı varsayılan durumdan) daha düşük olur. Deneyin amacı solunum hızını ölçmek ve beklenti genellikle mayanın optimal koşullarda (oksijenli) çalışması üzerinedir. Oksijen kısıtlandığında, metabolik hız düşer ve $CO_2$ üretimi de azalır.
- 6. Diğer Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
- B) Glikoz konsantrasyonunun yetersiz olması: Soruda glikoz çözeltisi olduğu belirtiliyor ve konsantrasyonun yetersiz olduğuna dair bir bilgi yok. Bu durum, doğrudan yağ tabakasının eklenmesiyle ilgili bir neden değildir.
- C) Maya hücrelerinin ölmüş olması: Eğer maya hücreleri ölmüş olsaydı, hiç $CO_2$ üretimi olmazdı veya çok çok az olurdu. Soruda "beklenenden düşük" olduğu belirtiliyor, yani bir miktar aktivite devam ediyor.
- D) Ortam sıcaklığının yüksek olması: Aşırı yüksek sıcaklıklar enzimleri denatüre ederek maya hücrelerinin ölümüne veya aktivite kaybına neden olabilir. Ancak soruda sıcaklıkla ilgili bir bilgi verilmiyor ve bu durum doğrudan yağ tabakasının eklenmesiyle açıklanamaz.
Bu durumda, yağ tabakasının oksijen geçişini engellemesi, maya hücrelerinin oksijensiz solunuma geçmesine ve dolayısıyla $CO_2$ üretim hızının düşmesine neden olan temel faktördür.
Cevap A seçeneğidir.
