Tema 1 · Enerji

Karbohidrat, Yağ ve Proteinden Enerji

Amaç: Karbohidrat, yağ ve proteinlerin hücresel solunuma hangi basamaktan katıldığını izleyerek farklı besin gruplarından enerji eldesi süreçlerinin benzerlik ve farklılıklarını listelemek.

1 Besinler solunuma nereden girer?

Karbohidrat → glikoz (altıgen) Yağ → gliserol (küçük küp), yağ asidi (çubuk) Protein → amino asit (küre) Amino grubu → üre

2 Giriş noktaları ve enerji değerleri

Karbohidratlar

Nişasta gibi karbohidratlar sindirimle glikoza dönüşür. Glikoz (6C) solunuma glikolizin başından girer.

Yağlar

Yağlar gliserol ve yağ asitlerine ayrılır. Gliserol (3C) glikolize katılır. Uzun karbon zincirli yağ asitleri iki karbonlu parçalara ayrılarak asetil grubu hâlinde Krebs döngüsüne girer.

Proteinler

Proteinler amino asitlere ayrılır. Amino asitlerden önce azot içeren amino grubu ayrılır (karaciğerde üreye dönüşür). Kalan karbon iskeleti karbon sayısına göre pirüvat, asetil grubu ya da Krebs döngüsü molekülü olarak girer.

Karbohidrat (düz) Yağ (taralı) Protein (noktalı)

Besin grubu	1 g'ın enerjisi	Bu besinde

1 g karbohidrat ve protein yaklaşık 4 kcal (17 kJ), 1 g yağ yaklaşık 9 kcal (37 kJ) enerji verir. Bu değerler besinin yakılmasıyla (bomba kalorimetre) ölçülen enerjiye dayanır; vücutta proteinin enerjisinin tamamı kullanılmaz. Hazır besin bileşimleri yaklaşıktır (öğretmen tarafından doğrulanmalı).

3 Yapılandırılmış grid: benzerlik ve farklılıklar

Her özellik için üç besin grubunda “Evet” ya da “Hayır” seç. “Kontrol et” cevaplarını işaretler ve doğru cevaplardan benzerlik ve farklılık listelerini oluşturur: üç grupta da aynı olan özellik bir benzerlik, farklı olan özellik bir farklılıktır.

Özellik	Karbohidrat	Yağ	Protein

4 Ne gözlemledin?

Üç besin grubu da önce sindirilerek monomerlerine ayrılır ve sonunda aynı yolu kullanır: Krebs döngüsü ve elektron taşıma sistemi sonunda CO₂, su ve ATP oluşur. Besinin solunuma hangi basamaktan katılacağı, monomerin karbon sayısına ve yapısına bağlıdır: 6 karbonlu glikoz ve 3 karbonlu gliserol glikolize, iki karbonlu parçalara ayrılan yağ asitleri asetil grubu olarak Krebs döngüsüne girer.

Proteinlerden enerji elde edilirken azotlu amino grubu ayrılır ve atık olarak üre oluşur; bu yüzden proteinler öncelikli enerji kaynağı değildir. Yağlar gram başına en çok enerjiyi verir; tereyağının enerji değeri portakal suyundan çok daha yüksektir.

5 Sorular

“Besinlerin oksijenli solunumun hangi basamağında tepkimeye gireceği, içeriğindeki organik bileşiğin karbon sayısına bağlı mıdır?” Glikoz, gliserol ve yağ asitlerini örnek vererek cevapla.
Farklı besin monomerleri hücresel solunuma aynı basamaktan katılabilir mi? Hücresel solunumda kullanılan her besin Krebs döngüsüne girer mi?
100 g tereyağı ile 100 g ekmeğin enerji değerlerini modelden bul ve farkın nedenini açıkla. Proteinler neden öncelikli enerji kaynağı olarak kullanılmaz?

Cevap anahtarı (öğretmen için)

Evet, büyük ölçüde bağlıdır. Altı karbonlu glikoz glikolizin başından, üç karbonlu gliserol glikolizin ortasından girer. Uzun karbon zincirli yağ asitleri iki karbonlu parçalara ayrılır ve asetil grubu olarak doğrudan Krebs döngüsüne katılır.
Evet: glikoz ve gliserol glikolizden; yağ asitleri ve bazı amino asitlerin karbon iskeletleri asetil grubu hâlinde Krebs döngüsünden girer. Glikoliz, pirüvat oksidasyonu veya doğrudan Krebs döngüsünden giren tüm karbon iskeletleri oksijenli solunumda sonunda Krebs döngüsüne ulaşır ve CO₂'ye dönüşür. (Oksijen yoksa pirüvat Krebs döngüsüne giremez; fermantasyona yönelir.)
Tereyağı yaklaşık 81 g yağ içerir: yaklaşık 735 kcal. Ekmek yaklaşık 49 g karbohidrat, 9 g protein, 3 g yağ içerir: yaklaşık 260 kcal. Yağın gramı karbohidratın iki katından fazla enerji verdiği için tereyağının enerji değeri çok daha yüksektir. Proteinler öncelikle yapı ve enzim yapımında kullanılır; enerji için kullanılınca amino grubu ayrılır ve üre gibi azotlu atıklar oluşur, bu da vücuda ek yük getirir.