Oksijenli solunum, organik besin monomerlerinin (genellikle glikoz), oksijen kullanılarak parçalanması ve bu parçalanma sonucunda yüksek miktarda ATP (adenozin trifosfat) üretilmesi sürecidir. Bu olay, hücrelerin yaşamsal faaliyetleri için gerekli olan enerjiyi en verimli şekilde sağlamasını garanti eder.

Oksijenli Solunumun Genel Denklemi

Oksijenli solunumun kimyasal denklemi şöyledir:

C₆H₁₂O₆ (Glikoz) + 6O₂ (Oksijen) → 6CO₂ (Karbondioksit) + 6H₂O (Su) + Enerji (30-32 ATP)

Bu denklem, bir glikoz molekülünün oksijenle tepkimeye girerek karbondioksit, su ve enerjiye dönüştüğünü gösterir.

Oksijenli Solunum Evreleri

Oksijenli solunum, birbirini takip eden üç ana evreden oluşur ve ökaryot canlılarda sitoplazma ile mitokondri organelinde gerçekleşir.

1. Glikoliz Evresi:
   • Gerçekleştiği Yer: Sitoplazma
   • Özellikleri: Oksijenli ve oksijensiz solunumun ortak başlangıç evresidir. Bu evrede, bir glikoz molekülü enzimler yardımıyla iki pirüvat molekülüne parçalanır. Net 2 ATP ve 2 NADH molekülü sentezlenir. Oksijen bu evrede kullanılmaz.
2. Krebs Döngüsü (Sitrik Asit Döngüsü):
   • Gerçekleştiği Yer: Mitokondrinin matriks adı verilen iç kısmında.
   • Özellikleri: Glikolizden gelen pirüvat molekülleri, oksijenli solunumun ikinci evresi için mitokondriye girer ve burada asetil-CoA’ya dönüştürülür. Bu döngü sırasında, çeşitli kimyasal reaksiyonlar zinciriyle karbondioksit (CO₂), NADH ve FADH₂ molekülleri üretilir. Bu evreden doğrudan net 2 ATP sentezlenir.
3. Elektron Taşıma Sistemi (ETS):
   • Gerçekleştiği Yer: Mitokondrinin iç zarı (krista) üzerinde.
   • Özellikleri: Oksijenli solunumun en verimli evresidir. Glikoliz ve Krebs döngüsünde üretilen yüksek enerjili NADH ve FADH₂ molekülleri, taşıdıkları elektronları ETS’ye aktarır. Elektronlar, bir dizi protein kompleksinden geçerken açığa çıkan enerji, protonların (H+) zarlar arası boşluğa pompalanmasını sağlar. En sonunda elektronlar ve protonlar, son elektron alıcısı olan oksijenle birleşerek suyu oluşturur. Bu süreçte 26-28 ATP sentezlenir.

Çözümlü Örnek Test Soruları

1. Soru:

Aşağıdakilerden hangisi, oksijenli solunumun gerçekleştiği yerlerden biri değildir?

A) Sitoplazma B) Mitokondri C) Hücre zarı (Prokaryotlarda) D) Ribozom E) Mitokondrinin iç zarı

Çözüm: Oksijenli solunumun evreleri sitoplazma ve mitokondride gerçekleşir. Prokaryotlarda ise hücre zarı da bu sürece katılır. Ribozomun görevi protein sentezidir ve oksijenli solunumla ilgili bir işlevi yoktur.

Doğru Cevap: D

2. Soru:

Oksijenli solunumun ETS evresinde üretilen ATP sayısının, diğer evrelere göre daha fazla olmasının temel sebebi nedir?

A) Bu evrenin en uzun süren evre olması. B) Elektronların oksijenle birleşmesi. C) NADH ve FADH₂ moleküllerinin taşıdığı enerjinin kullanılması. D) Bu evrede CO₂ açığa çıkması. E) Suyun oluşması.

Çözüm: ETS evresi, Krebs döngüsü ve glikolizde üretilen NADH ve FADH₂’den gelen elektronların enerjisini ATP sentezi için kullanır. Bu moleküller, yüksek enerjili elektronları taşıdıkları için en fazla ATP üretimi bu evrede gerçekleşir.

Doğru Cevap: C

3. Soru:

Aşağıdaki olaylardan hangisi hem fotosentez hem de oksijenli solunumda ortak olarak gerçekleşir?

A) Oksijen tüketimi B) Karbondioksit üretimi C) Su tüketimi D) Elektron taşıma sisteminin kullanılması E) Işık enerjisinin kullanılması

Çözüm: Hem fotosentez hem de oksijenli solunum, elektron taşıma sistemlerini kullanır. Fotosentezde ışığa bağımlı reaksiyonlarda, oksijenli solunumda ise son evrede ETS kullanılır.

Doğru Cevap: D

4. Soru:

Oksijenli solunumun hangi evresinde, glikoz molekülü ilk kez tamamen parçalanarak karbondioksit oluşumu gözlenir?

A) Glikoliz B) Elektron Taşıma Sistemi C) Krebs Döngüsü D) Fermantasyon E) Işığa bağımlı reaksiyonlar

Çözüm: Glikoliz sonucunda pirüvat oluşur. Pirüvatın tamamen parçalanarak karbondioksit ve suya dönüştüğü evre, Krebs döngüsü ve ETS’yi içeren oksijenli solunumun devamında gerçekleşir. CO₂ çıkışı Krebs döngüsünde başlar.

Doğru Cevap: C

5. Soru:

Oksijenli solunumun bir evresinin gerçekleşmesi için oksijenin zorunlu olması, bu evrede oksijenin hangi görevi üstlendiğini gösterir?

A) Bir enzim olarak görev yapması B) Son elektron ve proton alıcısı olması C) Bir hammadde olarak kullanılması D) Enerji kaynağı olması E) Bir katalizör olarak görev yapması

Çözüm: Oksijen, oksijenli solunumun son evresi olan ETS’de, elektronlar ve protonlarla birleşerek suyu oluşturur. Bu nedenle oksijenin görevi, elektronları alarak sistemin devamlılığını sağlamaktır, yani son elektron ve proton alıcısıdır.

Doğru Cevap: B