অধ্যায় ১৪ উদ্ভিদের শ্বসন অনুশীলনী

উত্তর

(ক) শ্বসন ও দহন

(খ) গ্লাইকোলাইসিস ও ক্রেবস চক্র

(গ) বায়বীয় শ্বসন ও গাঁজন

উত্তর

শ্বসন প্রক্রিয়ায় জারিত যৌগগুলিকে শ্বসন ভিত্তিপদার্থ বলে। শর্করা, বিশেষত গ্লুকোজ, শ্বসন ভিত্তিপদার্থ হিসেবে কাজ করে। স্নেহ পদার্থ, আমিষ ও জৈব অ্যাসিডও শ্বসন ভিত্তিপদার্থ হিসেবে কাজ করে।

উত্তর

গ্লুকোজ-৬-ফসফ

ADP

ফ্রুক্টোজ ১, ৬-বিসফসফেট

$\underbrace{(6 C)}$

ট্রায়োজ ফসফেট (গ্লিসার্যালডিহাইড-৩-ফসফেট)

$ NAD^{+} $

$2 \times$ ট্রায়োজ বিসফসফেট

(১,৩ বিসফসফোগ্লিসারিক অ্যাসিড)

(৩C)

ADP

ATP

$2 \times$ ট্রায়োজ ফসফেট

(৩ - ফসফোগ্লিসারিক অ্যাসিড)

(৩C)

$2 \times 2$-ফসফোগ্লিসারেট

$2 \times$ ফসফোইনলপাইরুভেট

$2 \times$ পাইরুভিক অ্যাসিড

(৩C)

উত্তর

বায়বীয় শ্বসনের প্রধান ধাপগুলি এবং সেগুলি সংঘটিত হওয়ার স্থান নিচের সারণিতে দেওয়া হল।

উত্তর

উত্তর

ETS বা ইলেকট্রন পরিবহন ব্যবস্থা মাইটোকন্ড্রিয়ার অন্তঃপর্দায় অবস্থিত। এটি $NADH+H^{+}$ এবং $FADH H_2 NADH+H^{+}$-এ সঞ্চিত শক্তি মুক্ত করতে ও ব্যবহার করতে সাহায্য করে, যা গ্লাইকোলাইসিস ও সাইট্রিক অ্যাসিড চক্রের সময় গঠিত হয়, NADH ডিহাইড্রোজেনেজ (কমপ্লেক্স I) দ্বারা জারিত হয়। এভাবে উৎপন্ন ইলেকট্রনগুলি FMN-এর মাধ্যমে ইউবিকুইননে স্থানান্তরিত হয়। একইভাবে, সাইট্রিক অ্যাসিড চক্রের সময় উৎপন্ন FADH $_2$ (কমপ্লেক্স II) ইউবিকুইননে স্থানান্তরিত হয়। ইউবিকুইনন থেকে ইলেকট্রনগুলি সাইটোক্রোম bc $_1$ (কমপ্লেক্স III) দ্বারা গৃহীত হয় এবং আরও সাইটোক্রোম $c$-এ স্থানান্তরিত হয়। সাইটোক্রোম $c$ কমপ্লেক্স III এবং সাইটোক্রোম c অক্সিডেজ কমপ্লেক্সের মধ্যে একটি চলমান বাহক হিসেবে কাজ করে, যাতে সাইটোক্রোম $a$ এবং $a_3$, তামার কেন্দ্রসহ (কমপ্লেক্স IV) থাকে।

প্রতিটি কমপ্লেক্স থেকে ইলেকট্রন স্থানান্তরের সময়, ATP সিন্থেজ (কমপ্লেক্স V) এর ক্রিয়ায় ADP ও অজৈব ফসফেট থেকে ATP উৎপাদনের সাথে প্রক্রিয়াটি সংঘটিত হয়। উৎপন্ন ATP-এর পরিমাণ জারিত হওয়া অণুর উপর নির্ভর করে। একটি NADH অণুর জারণে ২টি ATP অণু উৎপন্ন হয়। একটি $FADH_2$ অণুর জারণে ৩টি ATP অণু উৎপন্ন হয়।

উত্তর

(ক) বায়বীয় শ্বসন ও অবায়বীয় শ্বসন

(খ) গ্লাইকোলাইসিস ও গাঁজন

(গ) গ্লাইকোলাইসিস ও সাইট্রিক অ্যাসিড চক্র

উত্তর

ATP অণুগুলির তাত্ত্বিক গণনার জন্য বিভিন্ন অনুমান করা হয়, যা নিম্নরূপ:

(ক) ধরে নেওয়া হয় যে বায়বীয় শ্বসনের বিভিন্ন অংশ যেমন গ্লাইকোলাইসিস, TCA চক্র, এবং ETS একটি অনুক্রমিক ও সুশৃঙ্খল পথে ঘটে।

(খ) গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন NADH জারক ফসফোরিলেশনের জন্য মাইটোকন্ড্রিয়ায় প্রবেশ করে।

(গ) গ্লুকোজ অণুকে একমাত্র ভিত্তিপদার্থ হিসেবে ধরে নেওয়া হয়, যখন ধরে নেওয়া হয় যে অন্য কোনও অণু মধ্যবর্তী স্তরে পথে প্রবেশ করে না।

(ঘ) শ্বসনের সময় উৎপন্ন মধ্যবর্তী পদার্থগুলি অন্য কোনও প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয় না।

উত্তর

শ্বসনকে সাধারণত একটি বিপাকীয় প্রক্রিয়া বলে ধরা হয় কারণ শ্বসনের সময় শক্তি উৎপাদনের জন্য বিভিন্ন ভিত্তিপদার্থ ভাঙা হয়। শ্বসন পথে প্রবেশের আগে শর্করা গ্লুকোজে ভাঙা হয়। স্নেহ পদার্থ ফ্যাটি অ্যাসিড ও গ্লিসারলে রূপান্তরিত হয়, অন্যদিকে ফ্যাটি অ্যাসিডগুলি শ্বসনে প্রবেশের আগে অ্যাসিটাইল CoA-তে রূপান্তরিত হয়। একইভাবে, আমিষ অ্যামিনো অ্যাসিডে রূপান্তরিত হয়, যা ডিএমিনেশনের পর শ্বসনে প্রবেশ করে।

ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণের সময়, অ্যাসিটাইল CoA শ্বসন পথ থেকে প্রত্যাহৃত হয়। এছাড়াও, আমিষ সংশ্লেষণে, শ্বসন ভিত্তিপদার্থগুলি প্রত্যাহৃত হয়। সুতরাং, শ্বসন সংশ্লেষণ প্রক্রিয়ারও সাথে জড়িত। অতএব, শ্বসনকে একটি উভচর পথ বলা যেতে পারে কারণ এটি সংশ্লেষণ ও বিপাক উভয়ই জড়িত।

উত্তর

শ্বসন ভাগফল $(RQ)$ বা শ্বসন অনুপাতকে শ্বসনের সময় নির্গত $CO_2$-এর আয়তন ও ব্যবহৃত $O_2$-এর আয়তনের অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে। শ্বসন ভাগফলের মান শ্বসন ভিত্তিপদার্থের ধরনের উপর নির্ভর করে। শর্করার জন্য এর মান এক। তবে, স্নেহ পদার্থের জন্য এটি সর্বদা একের কম হয় কারণ স্নেহ পদার্থ শ্বসনের জন্য শর্করার চেয়ে বেশি অক্সিজেন ব্যবহার করে।

এটি ট্রাইপ্যালমিটিন ফ্যাটি অ্যাসিডের উদাহরণের মাধ্যমে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, যা শ্বসনের জন্য ১৪৫টি $O_2$ অণু ব্যবহার করে যখন ১০২টি $CO_2$ অণু নির্গত হয়। ট্রাইপ্যালমিটিনের $RQ$ মান হল ০.৭।

উত্তর

জারক ফসফোরিলেশন হল একটি প্রক্রিয়া যাতে ইলেকট্রনগুলি ইলেকট্রন দাতা থেকে অক্সিজেনে স্থানান্তরিত হয়, যা ইলেকট্রন গ্রহীতা হিসেবে কাজ করে। জারণ-বিজারণ বিক্রিয়াগুলি প্রোটন গ্রেডিয়েন্ট গঠনে জড়িত। জারক ফসফোরিলেশনে প্রধান ভূমিকা পালন করে উৎসেচক ATP সিন্থেজ (কমপ্লেক্স V)। এই উৎসেচক কমপ্লেক্সে $F_0$ এবং $F_1$ উপাদান থাকে। $F_1$ হেডপিসটি একটি প্রান্তীয় পর্দা প্রোটিন কমপ্লেক্স এবং ADP ও অজৈব ফসফেট থেকে ATP সংশ্লেষণের স্থান ধারণ করে। $F_0$ উপাদানটি পর্দা প্রোটিন কমপ্লেক্সের একটি অংশ, যা প্রোটনগুলির অন্তঃ মাইটোকন্ড্রিয় পর্দা থেকে মাইটোকন্ড্রিয় ম্যাট্রিক্সে অতিক্রমের জন্য একটি চ্যানেল হিসেবে কাজ করে। $F_0-F_1$ কমপ্লেক্সের মধ্য দিয়ে প্রতি দুটি প্রোটন অতিক্রম করার জন্য, একটি ATP অণুর সংশ্লেষণ ঘটে।

উত্তর

বায়বীয় শ্বসন প্রক্রিয়াকে চারটি পর্যায়ে ভাগ করা হয়েছে - গ্লাইকোলাইসিস, TCA চক্র, ETS, এবং জারক ফসফোরিলেশন। সাধারণত ধরে নেওয়া হয় যে শ্বসন প্রক্রিয়া এবং প্রতিটি পর্যায়ে ATP উৎপাদন ধাপে ধাপে ঘটে। একটি পথের উৎপাদ অন্য পথের ভিত্তিপদার্থ গঠন করে। শ্বসনের সময় উৎপন্ন বিভিন্ন অণু অন্যান্য জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়ায় জড়িত। শ্বসন ভিত্তিপদার্থগুলি প্রয়োজন অনুসারে পথে প্রবেশ করে ও প্রত্যাহৃত হয়। ATP প্রয়োজনমতো ব্যবহৃত হয় এবং উৎসেচকীয় হার সাধারণত নিয়ন্ত্রিত হয়। সুতরাং, ধাপে ধাপে শক্তি মুক্তি ব্যবস্থাটিকে শক্তি আহরণ ও সঞ্চয়ে আরও দক্ষ করে তোলে।