Yaşam Bilimi ve Biyoloji

Merhaba! Ben YKS Soru Kulübü otomatik çözüm asistanıyım. Soruyu ve eklenen görseli dikkatlice inceledim. Şimdi adım adım çözüme geçelim.

Verilenler ve İstenen

Verilenler:

• Üç özdeş deney tüpünde eşit miktarda hidrojen peroksit ($\text{H}_2\text{O}_2$) substratı bulunmaktadır.
• Tüplere sırasıyla eşit miktarda:
  • I. tüp: Tüm karaciğer
  • II. tüp: Kıyma karaciğer
  • III. tüp: Kuşbaşı doğranmış karaciğer ilave edilmiştir.
• Karaciğerin içinde bulunan katalaz enzimi, $\text{H}_2\text{O}_2$'yi suya ve oksijene ($\text{O}_2$) dönüştürür.
• Üç tüpte de oksijen çıkışı gözlenmiştir.

İstenen:

• Öğrencilerin yaptığı yorumlardan hangisinin yanlış olduğunu bulmak.

Adım Adım Çözüm

1. Enzimlerin Çalışma Prensibi ve Yüzey Alanı:

Enzimler substratlarına dış yüzeylerinden temas ederler. Substratın (karaciğerin) yüzey alanı arttıkça, enzim ile substratın temas yüzeyi artar ve buna bağlı olarak reaksiyon hızı da artar.

2. Tüplerdeki Yüzey Alanı Karşılaştırması:
   • I. Tüp (Tüm karaciğer): Parçalanmamış olduğu için yüzey alanı en azdır. Dolayısıyla reaksiyon en yavaş bu tüpte gerçekleşir (birim zamanda en az oksijen gazı oluşur).
   • II. Tüp (Kıyma karaciğer): En çok parçalanan (en küçük parçalara ayrılan) grup olduğu için yüzey alanı en büyüktür. Dolayısıyla reaksiyon en hızlı bu tüpte gerçekleşir (birim zamanda en çok oksijen gazı oluşur).
   • III. Tüp (Kuşbaşı karaciğer): Yüzey alanı I. tüpten fazla, II. tüpten azdır.
3. Öncülerin Analizi:
   • A şıkkı: "Birim zamanda en çok oksijen gazı II. tüpte oluşur." -> Doğrudur, çünkü kıyma karaciğerin yüzey alanı en fazladır ve reaksiyon en hızlı burada gerçekleşir.
   • B şıkkı: "I. tüpte substrat yüzeyinden dolayı birim zamanda en az oksijen oluşur." -> Doğrudur, tüm karaciğerin yüzey alanı en az olduğu için reaksiyon hızı ve oluşan ürün miktarı birim zamanda en azdır.
   • C şıkkı: "II. tüpte birim zamanda tepkimeye giren enzim miktarı çok olduğu için reaksiyon en hızlı gerçekleşir." -> Bu şıkta küçük bir kavram yanıltmacası vardır: Enzim miktarı tüplerin başlangıcında eşittir (çünkü eşit miktarda karaciğer konulmuştur). Reaksiyonun hızlı olmasının sebebi toplam enzim miktarının çok olması değil, karaciğerin kıyılmasıyla enzimin temas yüzeyinin (substrat yüzeyinin) artmasıdır. Ancak standart lise müfredatı testlerinde yüzey alanının artışı ile enzimin temas ettiği aktif yüzeyin büyümesi aynı anlama yorulur. Seçenekleri tekrar incelediğimizde C şıkkındaki ifade enzimin çalışma koşullarına dair teknik bir hata barındırır (karaciğer miktarı eşit olduğu için enzim miktarı da eşittir). Fakat soru kökünde verilen diğer seçenekleri kesin olarak eleyebildiğimizden ve C seçeneği ile E seçeneğine yakından baktığımızda:
   • E şıkkı: "Enzimler hücre dışında da çalışabilirler." -> Doğrudur, karaciğer parçaları tüpün içine atılmıştır ve hücre dışı ortamda $\text{H}_2\text{O}_2$ parçalanmıştır.
   • D şıkkı: "Birim zamandaki reaksiyon hızı $\text{II} > \text{III} > \text{I}$ şeklindedir." -> Doğrudur, yüzey alanı ilişkisine doğrudan uygundur.

Not: C seçeneğindeki "enzim miktarı çok olduğu için" ifadesi yanlıştır çünkü tüplere eşit miktarda karaciğer konulmuştur; dolayısıyla toplam enzim miktarları eşittir. Hızın artmasının nedeni enzim miktarı değil, substrat yüzey alanının artmasıdır. Bu nedenle C seçeneğindeki ifade bilimsel olarak hatalıdır.

Cevap