Biyoloji konu anlatımı

Biyolojinin tanımı, önemi ve alt dalları; biyolojinin gelişimindeki dönüm noktaları; bilimin doğası; bilimsel yöntem basamakları ve deney tasarlama (bağımlı, bağımsız, kontrol değişkenleri); bilim etiği; canlıların ortak özellikleri (hücresel yapı, organizasyon, beslenme, metabolizma, homeostazi, üreme…).

Canlıların yapısındaki inorganik moleküller; suyun yapısı, özellikleri ve canlılar için önemi; mineraller ve görevleri (Ca, Fe, I, Na, K, Mg, P); asit, baz, tuz ve pH; kanın ve sindirim kanalının pH değerleri; tampon sistemler.

Organik moleküllerin genel özellikleri; dehidrasyon ve hidroliz; karbohidratlar (monosakkarit, disakkarit, polisakkarit); lipitler (yağlar, fosfolipitler, steroitler; doymuş-doymamış yağ asitleri); proteinler (aminoasit, peptit bağı, görevleri, denatürasyon); enzimler; nükleik asitler (DNA, RNA, nükleotit); yağda ve suda çözünen vitaminler.

Organik molekül ayıraçları (Benedict, Lugol/iyot, Biüret, Sudan III) ve renk değişimleri; besin örneklerinde karbohidrat, lipit ve protein tespiti; enzim aktivitesini etkileyen koşullar (sıcaklık, pH, substrat ve enzim derişimi); optimum değerler; deney tasarlama ve grafik yorumlama.

Hücre teorisi; prokaryot ve ökaryot hücre yapısı; hücre zarı, sitoplazma ve çekirdek; organellerin yapı ve görevleri (ribozom, endoplazmik retikulum, Golgi, lizozom, mitokondri, kloroplast, koful, sentrozom); bitki ve hayvan hücresinin karşılaştırılması; organeller arası iş birliği.

Hücre zarının yapısı (akıcı mozaik model) ve seçici geçirgenlik; pasif taşıma (difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon, osmoz) ve etkileyen etmenler; hipotonik, hipertonik ve izotonik ortamlar; bitki ve hayvan hücresinde osmoz (turgor, plazmoliz, hemoliz); aktif taşıma; endositoz (fagositoz, pinositoz) ve ekzositoz.

Sınıflandırmanın amacı; yapay ve doğal (filogenetik) sınıflandırma; Aristoteles ve Linnaeus; ikili adlandırma kuralları; sınıflandırma kategorileri (üst âlem, âlem, şube, sınıf, takım, aile, cins, tür); tür kavramı; modern sınıflandırmada DNA ve evrimsel akrabalık; ayırt edici anahtar (dikotom anahtar) kullanımı.

Üç üst âlem sistemi (Woese); bakterilerin yapısı, yararları ve zararları; arkelerin özellikleri ve ekstrem ortamlar; ökaryotlar: protistler, bitkiler (tohumsuz-tohumlu), mantarlar, hayvanlar (omurgasızlar ve omurgalılar); virüslerin yapısı; canlıların biyolojik ve ekonomik önemi.

Biyoçeşitlilik kavramı (genetik, tür ve ekosistem çeşitliliği); Türkiye’nin biyoçeşitlilik açısından önemi ve endemik türler; biyoçeşitliliği tehdit eden etmenler; nesli tükenen ve tehlike altındaki türler; koruma yolları (milli parklar, gen bankaları, Ulusal Biyolojik Çeşitlilik Veri Tabanı); bireysel sorumluluklar.

Canlılık için enerjinin önemi; ATP’nin yapısı ve enerji aktarımındaki rolü; fotosentez denklemi, pigmentler ve ışık soğurma; ışığa bağımlı tepkimeler ve Calvin döngüsü; fotosentez hızına etki eden faktörler (ışık şiddeti ve dalga boyu, CO₂, sıcaklık, su, mineraller, pH); fotosentezde kullanılan ve üretilen maddeler; kemosentez.

Sindirimin tanımı, mekanik ve kimyasal sindirim; hücre içi ve hücre dışı sindirim; omurgalılarda diş, mide ve bağırsak adaptasyonları (otçul, etçil, hepçil, geviş getirenler); insanda sindirim kanalı ve yardımcı organlar; enzimler ve sindirimin aşamaları; emilim (villus), taşınma ve kalın bağırsağın görevi.

Hücresel solunumun amacı; oksijenli solunumun evreleri (glikoliz, Krebs döngüsü, elektron taşıma sistemi) ve ATP kazancı; oksijensiz solunum; besinlerin (yağ, protein) solunuma katılma yolları; etil alkol ve laktik asit fermantasyonu ve günlük hayattaki kullanımları; fotosentez-solunum ilişkisi; besin gruplarının enerji değerleri ve metabolizma hızı.

Ekosistem, habitat ve ekolojik niş; cansız (abiyotik) bileşenler (ışık, sıcaklık, su, toprak, mineraller) ve canlı (biyotik) bileşenler (üreticiler, tüketiciler, ayrıştırıcılar); besin zinciri ve besin ağı; trofik düzeyler; enerji ve biyokütle piramitleri, %10 kuralı; biyolojik birikim.

Popülasyon, komünite ve ekosistem kavramları; popülasyon yoğunluğu ve büyüklüğü (doğum, ölüm, göç); J ve S büyüme eğrileri; taşıma kapasitesi ve çevre direnci; tür içi ve türler arası etkileşimler: rekabet, av-avcı ilişkisi, simbiyotik ilişkiler (mutualizm, kommensalizm, parazitizm); süksesyon (birincil ve ikincil).

Maddenin ekosistemdeki döngüsü ve ayrıştırıcıların rolü; su döngüsü (buharlaşma, terleme, yoğuşma, yağış, sızma); karbon döngüsü (fotosentez, solunum, ayrışma, fosil yakıtlar, okyanuslar); azot döngüsü (azot bağlama, amonyaklaşma, nitrifikasyon, denitrifikasyon); insan etkinliklerinin döngülere etkisi.

Ekolojik sürdürülebilirliğin anlamı ve önemi; sürdürülebilirliği kısıtlayan durumlar: habitat kaybı ve parçalanması, hava kirliliği, ozon tabakasının incelmesi, asit yağmurları, su ve toprak kirliliği, radyoaktif kirlilik, küresel iklim değişikliği, erozyon, orman yangınları ve biyoçeşitlilik kaybı; sürdürülebilirliğin sağlanması.

Ekolojik ayak izi ve biyokapasite kavramları; Dünya Aşım Günü; ekolojik ayak izini küçültme yolları; doğal kaynaklar (yenilenebilir-yenilenemez) ve biyoçeşitliliğin korunması (koruma alanları, gen bankaları, yerinde ve yer dışında koruma); atık türleri, atık hiyerarşisi, sıfır atık, kompost ve geri dönüşüm.

Gen, alel, genotip, fenotip ve Mendel çaprazlamaları.

Bölünme türleri ve kromozom sayısı.

Eksik baskınlık, eş baskınlık, çok alellilik (ABO), Rh faktörü, eşeye bağlı kalıtım (renk körlüğü, hemofili).

Farklı canlıların (bakteri, bir hücreli, bitki, hayvan) uyaranlara karşı tepki mekanizmaları; bitkisel hormonlar (oksin, giberellin, sitokinin, absisik asit, etilen) ve etkileri; tropizma (yönelme): fototropizma, gravitropizma, hidrotropizma, tigmotropizma, kemotropizma; nasti (yönden bağımsız hareketler): fotonasti, termonasti, sismonasti (küstüm otu); oksinin ışığa yönelmedeki rolü (Darwin ve Went deneyleri); tarımda bitki hormonlarının kullanımı.

Uyaran ve uyartı kavramları; reseptör türleri (mekanoreseptör, kemoreseptör, termoreseptör, fotoreseptör, ağrı reseptörü); nöronun yapısı (dendrit, hücre gövdesi, akson, miyelin kılıf, akson uçları), nöron çeşitleri ve sinaps; impulsun oluşumu ve iletimi (dinlenme ve aksiyon potansiyeli) temel düzeyde; duyu organları: göz, kulak (işitme ve denge), burun, dil, deri; duyu organlarının sağlığı.

Hayvanlarda sinir sistemi farklılıkları (sinir ağı, merkezileşme, ganglionlar, beyin ve omurilik); insanda merkezî sinir sistemi (beyin: ön beyin, orta beyin, arka beyin; omurilik) ve çevresel sinir sistemi (somatik ve otonom: sempatik-parasempatik); beyin loblarının görevleri; refleks ve refleks yayı; sinir sistemi sağlığı (uyku, bağımlılık, kafa travması, kask kullanımı).

İskeletin görevleri; kemik dokunun yapısı (sıkı ve süngerimsi kemik, kemik iliği, kemik zarı) ve kemik çeşitleri; eklem çeşitleri (oynamaz, yarı oynar, oynar); kas çeşitleri (iskelet, düz, kalp kası); kemik ve kasların birlikte çalışması (antagonist kaslar, kaldıraç); iskelet kasının yapısı (kas lifi, miyofibril, sarkomer, aktin-miyozin) ve kayan iplikler modeli; kasılmanın sinirsel kontrolü, ATP ve kalsiyumun rolü; destek ve hareket sistemi sağlığı.

Vücudun savunma hatları: doğal (doğuştan, özgül olmayan) bağışıklık: deri ve mukoza, fagositoz, iltihap (yangı) tepkisi, ateş; kazanılmış (özgül) bağışıklık: B ve T lenfositleri, antijen ve antikor, hafıza hücreleri; birincil ve ikincil bağışıklık yanıtı; aktif ve pasif bağışıklık, aşılar ve serum; alerji ve alerjik tepkiler (alerjen, histamin, anafilaktik şok ve ilk yardım); bağışıklık sisteminin sağlığı.

Homeostazinin tanımı ve canlılar için önemi; iç ortamın sabit tutulan değişkenleri (vücut sıcaklığı, kan şekeri, su-tuz dengesi, pH, kan basıncı, O₂-CO₂); farklı canlı türlerinde homeostatik yapı ve sistemler (bir hücrelilerde kontraktil koful, bitkilerde stoma, sıcakkanlı ve soğukkanlı hayvanlar, kış uykusu, deve ve kutup hayvanlarının uyumları); homeostatik süreçlerin bileşenleri (uyaran, reseptör, kontrol merkezi, efektör, yanıt); pozitif ve negatif geri bildirim.

Sinir sistemi ve endokrin sistemin homeostazideki ortak görevi ve farkları; hormonun tanımı ve hedef hücre; iç salgı bezleri ve hormonları: hipotalamus, hipofiz (büyüme hormonu, ADH, oksitosin, TSH, ACTH, FSH-LH), tiroit (tiroksin, kalsitonin), paratiroit (parathormon), böbrek üstü (adrenalin, kortizol, aldosteron), pankreas (insülin, glukagon), eşeysel bezler; kan şekerinin düzenlenmesi; hormon bozuklukları (diyabet, guatr, cücelik-devlik).

Dolaşım sisteminin homeostazideki görevleri (madde taşınması, vücut sıcaklığı, pH, savunma); kalbin yapısı (dört odacık, kapakçıklar) ve çalışması, kalp döngüsü, nabız ve kan basıncı; büyük ve küçük kan dolaşımı; damarlar (atardamar, toplardamar, kılcal damar) ve madde alışverişi; kanın bileşenleri (plazma, alyuvar, akyuvar, kan pulcukları) ve pıhtılaşma; kan grupları ve kan nakli; lenf dolaşımı; dolaşım sistemi sağlığı (hipertansiyon, damar sertliği, kan bağışı).

Solunum sisteminin yapısı (burun, yutak, gırtlak, soluk borusu, bronş, bronşçuk, alveol) ve görevleri; soluk alıp verme mekanizması (diyafram ve kaburgalar arası kaslar, basınç farkı); alveollerde ve dokularda gaz alışverişi (difüzyon); O₂ ve CO₂’nin kanda taşınması; solunumun sinirsel düzenlenmesi (omurilik soğanı, kandaki CO₂ ve pH); egzersiz ve yüksek irtifada solunum; solunum sistemi sağlığı (sigara, astım, hava kirliliği, KOAH).

Boşaltım sisteminin yapısı (böbrekler, üreter, idrar kesesi, üretra) ve böbreğin homeostazideki görevleri (su-tuz dengesi, pH, atıkların uzaklaştırılması, kan basıncı); nefronun yapısı ve idrar oluşumu (süzülme, geri emilim, salgılama); ADH ve aldosteronun etkisi; diğer boşaltım organları (deri, akciğer, karaciğer); homeostazide sistemlerin eş güdümlü çalışması (egzersiz, susuzluk, sıcak hava örnekleri); homeostazinin sağlanamadığı durumlar (dehidrasyon, böbrek yetmezliği ve diyaliz, hipotermi, sıcak çarpması) ve böbrek sağlığı.

Mekanik ve kimyasal sindirim, enzimler ve emilim.

İnsanda üreme hücrelerinin oluşumu, döllenme, embriyonik gelişim evreleri, sağlıklı gebelik.

Nükleik asitlerin keşif süreci (Miescher, Griffith’in transformasyon deneyi, Avery ve arkadaşları, Hershey-Chase deneyi, Chargaff kuralı, Rosalind Franklin’in X ışını kırınım çalışmaları, Watson ve Crick’in çift sarmal modeli); nükleotitlerin yapısı, pürin ve pirimidin bazları; DNA ve RNA’nın yapısı, çeşitleri (mRNA, tRNA, rRNA) ve görevleri; hücredeki genetik materyalin organizasyonu (gen, nükleozom, kromatin, kromozom, genom; prokaryotlarda halkasal DNA ve plazmit); DNA replikasyonu: yarı korunumlu eşlenme (Meselson-Stahl), helikaz, DNA polimeraz, primer, ligaz, Okazaki parçaları.

Gen-protein ilişkisi ve “bir gen bir polipeptit” görüşü; genetik şifrenin özellikleri (üçlü kodon, 64 kodon, başlatma ve durdurma kodonları, evrensellik, dejenerasyon); protein sentez mekanizması: transkripsiyon (RNA polimeraz, kalıp zincir, mRNA oluşumu, ökaryotlarda mRNA’nın olgunlaşması) ve translasyon (ribozom, tRNA ve antikodon, başlama, uzama, bitiş); DNA dizisinden amino asit dizisinin bulunması; mutasyonlar ve protein yapısına etkileri (nokta mutasyonu, orak hücre anemisi), protein sentezinde gerekli yapılar ve enerji.

Genetik mühendisliği ve biyoteknoloji kavramları; rekombinant DNA teknolojisi (restriksiyon enzimleri, DNA ligaz, vektörler: plazmit ve virüs); gen klonlama ve bakterilerle insülin, büyüme hormonu üretimi; PCR ile DNA çoğaltma, jel elektroforezi ve DNA parmak izi; gen tedavisi, kök hücre çalışmaları ve klonlama (Dolly); CRISPR-Cas9 gen düzenleme; genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) ve tarımda uygulamalar; aşı üretimi; biyoteknolojinin tıp, tarım, sanayi, adli bilimler ve çevredeki uygulamaları; insan hayatına etkileri, biyoetik sorunlar ve biyogüvenlik (Türkiye’de Biyogüvenlik Kanunu).

Canlılığın devamı için enerji; ATP’nin yapısı (adenin, riboz, üç fosfat), ATP ⇌ ADP + Pi döngüsü ve ATP üretim yolları (substrat düzeyinde, oksidatif, fotofosforilasyon); fotosentezin canlılar için önemi ve tarihsel deneyler (Van Helmont, Priestley, Ingenhousz); fotosentez denklemi; kloroplastın yapısı ve fotosentetik pigmentler (klorofil a, b, karotenoitler), absorpsiyon spektrumu; ışığa bağlı tepkimeler (tilakoit: suyun fotolizi, O₂, ATP ve NADPH) ve ışıktan bağımsız tepkimeler (stroma: Calvin döngüsü, CO₂ tutulması); fotosentez hızına etki eden faktörler (ışık şiddeti ve dalga boyu, CO₂ derişimi, sıcaklık, su, mineraller) ve sınırlayıcı faktör.

Kemosentez: inorganik maddelerin oksidasyonundan elde edilen enerjiyle organik madde sentezi, kemosentetik bakteriler (nitrifikasyon, kükürt ve demir bakterileri), azot döngüsündeki ve derin deniz ekosistemlerindeki yeri; hücresel solunum: oksijenli solunumun evreleri (glikoliz, pirüvatın asetil-CoA’ya dönüşümü, Krebs döngüsü, elektron taşıma sistemi ve oksidatif fosforilasyon), tepkimeye girenler ve son ürünler, ATP kazancı; oksijensiz solunum ve fermantasyon (etil alkol ve laktik asit fermantasyonu) ve günlük hayattaki uygulamaları; fotosentez ile solunum arasındaki ilişki ve madde döngüsü.

Çiçekli bir bitkinin temel kısımları: kök (kazık ve saçak kök, kök tüyleri, kök yapısı ve görevleri), gövde (otsu ve odunsu gövde, yıllık halkalar, toprak altı gövdeleri) ve yaprak (yaprak ayası, epidermis, stoma, mezofil: palizat ve sünger parankima, iletim demetleri); bitki dokuları (meristem, koruyucu, temel, destek, iletim dokuları); bitki hormonları: oksin, giberellin, sitokinin, absisik asit ve etilen, tarımda kullanımları; bitkilerde hareket: tropizmalar (fototropizma, gravitropizma, hidrotropizma, tigmotropizma), nastiler ve taksiler.

Köklerde su ve mineral emilimi (osmoz, aktif taşıma; apoplast ve simplast yolları, endodermis ve Kaspari şeridi); ksilemde su ve minerallerin taşınması: kök basıncı ve damlama (gutasyon), terleme-kohezyon-adezyon-gerilim kuramı, kılcallık; terleme ve terlemeyi etkileyen faktörler, stomaların açılıp kapanma mekanizması (bekçi hücreleri, K⁺ iyonları, turgor); floemde fotosentez ürünlerinin taşınması: kaynak ve havuz, basınç-akış hipotezi, kalbur boruları ve arkadaş hücreler, halka soyma deneyi; madde taşınmasıyla ilgili deney tasarımı.

Çiçeğin yapısı ve kısımları (çiçek sapı, çiçek tablası, çanak ve taç yapraklar, erkek organ: başçık ve sapçık; dişi organ: tepecik, dişicik borusu, yumurtalık ve tohum taslağı); polen ve embriyo kesesinin oluşumu; tozlaşma çeşitleri (kendi ve çapraz tozlaşma; rüzgâr, böcek, su, kuşla tozlaşma); çift döllenme, zigot ve endosperm oluşumu; tohumun yapısı (tohum kabuğu, embriyo, besin doku; tek ve çift çenekli tohumlar), meyve oluşumu ve partenokarpi; tohum ve meyvelerin yayılması; tohum çimlenmesi ve gereken koşullar; dormansi ve çimlenme ilişkisi.

Çevre şartlarının genetik değişimlerin sürekliliğine etkisi: kalıtsal varyasyonun kaynakları (mutasyon, eşeyli üreme, krossing-over), modifikasyon (çevre etkisiyle oluşan kalıtsal olmayan değişim) ve örnekleri, adaptasyon, doğal seçilim (Darwin) ve popülasyonlardaki gen sıklığının değişimi; endüstriyel melanizm, antibiyotik ve böcek ilacı direnci örnekleri; tarım ve hayvancılıkta yapay seçilim uygulamaları (ıslah, seçici üretim, melezleme ve melez gücü), yapay seçilimin yararları ve sakıncaları, genetik çeşitliliğin korunması, yerel tohumlar ve tohum gen bankaları.