अध्याय 17 श्वास और गैसों का आदान-प्रदान
बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQs)
1. कीड़ों में श्वसन को प्रत्यक्ष इसलिए कहा जाता है क्योंकि
(a) कोशिकाएँ सीधे नलिकाओं में मौजूद हवा के साथ $O_{2} / CO_{2}$ का आदान-प्रदान करती हैं
(b) ऊतक सीधे कोएलोमिक द्रव के साथ $O_{2} / CO_{2}$ का आदान-प्रदान करते हैं
(c) ऊतक शरीर की सतह के माध्यम से बाहर की हवा के साथ सीधे $O_{2} / CO_{2}$ का आदान-प्रदान करते हैं
(d) ट्रेकीय नलिकाएँ सीधे हीमोसील के साथ $O_{2} / CO_{2}$ का आदान-प्रदान करती हैं जो फिर ऊतकों के साथ आदान-प्रदान करता है
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उत्तर
(a) कीड़ों में वायुमंडलीय हवा को शरीर के भीतर पहुँचाने के लिए नलिकाओं का एक जाल (ट्रेकीय नलिकाएँ) होता है। ये छिद्र ट्रेकी में जाते हैं। कोशिकाएँ कीड़ों के शरीर पर मौजूद स्पाइरकल्स में मौजूद हवा के साथ सीधे $O_{2} / CO_{2}$ का आदान-प्रदान करती हैं।
2. निम्नलिखित में से कौन-सी क्रिया श्वसन के दौरान नहीं होती?
(a) हवा को शरीर के तापमान तक लाना
(b) हवा को गर्म करना
(c) गैसों का विसरण
(d) हवा को साफ करना
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उत्तर
(c) गैसों का विसरण एक भौतिक प्रक्रिया है जो ऊतक और रक्त वाहिकाओं के बीच होती है, और यह श्वसन के दौरान नहीं होती जबकि श्वसन प्रक्रिया के दौरान हवा को शरीर के तापमान तक लाना, उसे गर्म करना और साफ करना होता है।
3. एक व्यक्ति को एक दुर्घटना में उसकी छाती की गुहा में छेद लगता है, बिना फेफड़ों को कोई नुकसान पहुँचाए, इसका प्रभाव हो सकता है
(a) साँस लेने की दर में कमी
(b) साँस लेने की दर में तेजी से वृद्धि
(c) श्वसन में कोई बदलाव नहीं
(d) साँस लेना बंद हो जाना
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उत्तर
(d) फेफड़ों में और वातावरण के बीच दबाव अंतर बनाकर हवा को फेफड़ों में अंदर और बाहर ले जाया जाता है। फेफड़ों के अंदर का दबाव वायुमंडलीय दबाव से कम होता है इसलिए वातावरण के सापेक्ष फेफड़ों में ऋणात्मक दबाव होता है।
छाती में छेद इस दबाव अंतर को बनाए रखने वाली प्रक्रिया को प्रभावित करता है और इस प्रकार साँस लेना बंद हो सकता है।
4. यह ज्ञात है कि कार्बन मोनोऑक्साइड के संपर्क में आना जानवरों के लिए हानिकारक है क्योंकि
(a) यह $CO_{2}$ के परिवहन को कम करता है
(b) यह $O_{2}$ के परिवहन को कम करता है
(c) यह $CO_{2}$ के परिवहन को बढ़ाता है
(d) यह $O_{2}$ के परिवहन को बढ़ाता है
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सोचने की प्रक्रिया
हीमोग्लोबिन और $\mathrm{CO}_{2}$ के बीच की प्रतिक्रिया उलटनीय होती है, जबकि $\mathrm{CO}$ के मामले में यह अनुलटनीय होती है।
उत्तर
(b) हीमोग्लोबिन एक प्रोटीन ग्लोबिन और रंजक से बना होता है। इसके आयरन के चार भाग ऑक्सीजन के अणु से मिलकर एक आसानी से उलटनीय प्रतिक्रिया द्वारा ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाते हैं
$$ \mathrm{Hb}+O_{2} \rightleftharpoons HbO_{2} $$
जबकि, कार्बन मोनोऑक्साइड और हीमोग्लोबिन की प्रतिक्रिया से बना संकुल अत्यंत मजबूत होता है
$\underset{\text { (हीमोग्लोबिन) }}{\mathrm{Hb}+\mathrm{CO}} \rightarrow \underset{(\substack{\text { कार्बोक्सी } \\ \text { हीमोग्लोबिन }})}{\mathrm{HbCO}}$
इस प्रकार हीमोग्लोबिन और कार्बन मोनोऑक्साइड के बीच इस मजबूत बंधन के परिणामस्वरूप हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन के प्रति अपनी आकर्षण शक्ति खो देता है, जिससे घुटन या यहाँ तक कि मृत्यु भी हो सकती है।
5. सामान्य श्वसन के संदर्भ में निम्नलिखित में से सत्य कथन को चिह्नित करें
(a) श्वसन निष्क्रिय प्रक्रिया है जबकि निर्वसन सक्रिय है
(b) श्वसन सक्रिय प्रक्रिया है जबकि निर्वसन निष्क्रिय है
(c) श्वसन और निर्वसन दोनों सक्रिय प्रक्रियाएँ हैं
(d) श्वसन और निर्वसन दोनों निष्क्रिय प्रक्रियाएँ हैं
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उत्तर
(b) श्वसन एक सक्रिय प्रक्रिया है जबकि निर्वसन एक निष्क्रिय प्रक्रिया है। श्वसन तब होता है जब डायाफ्राम की मांसपेशियाँ सिकुड़कर थोरैसिक गुहा के समग्र आयतन को बढ़ाती हैं।
इस प्रकार फेफड़ों के भीतर दबाव (अंतःफुस्फुसीय दबाव) वायुमंडलीय दबाव की तुलना में कम होता है, अर्थात् फेफड़ों में वायुमंडलीय दबाव के सापेक्ष ऋणात्मक दबाव होता है। चूँकि संकुचन के लिए मांसपेशियाँ ऊर्जा का उपयोग करती हैं, इसलिए श्वसन को सक्रिय प्रक्रिया कहा जाता है।
जबकि निर्वसन के दौरान डायाफ्राम की मांसपेशियाँ ऊर्जा के उपयोग के बिना शिथिल हो जाती हैं, अंतःफुस्फुसीय दबाव वायुमंडलीय दबाव से अधिक हो जाता है और वायर बाहर निकलती है। इस प्रकार, यह एक निष्क्रिय प्रक्रिया है।
B. श्वसन (छाती का गुहिका संकुचित होता है)
6. एक व्यक्ति जबरदस्त उच्छ्वास के बाद जबरदस्त श्वास द्वारा कुछ मात्रा में वायु को अंदर खींचता है। यह ली गई वायु की मात्रा होती है
(a) कुल फेफड़ा क्षमता
(b) ज्वारीय आयतन
(c) जीवन क्षमता
(d) श्वसन क्षमता
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उत्तर
(c) अधिकतम वायु का वह आयतन जो एक व्यक्ति जबरदस्त उच्छ्वास के बाद अंदर खींच सकता है या अधिकतम वायु का वह आयतन जो एक व्यक्ति जबरदस्त श्वास के बाद बाहर निकाल सकता है, उसे जीवन क्षमता कहा जाता है
$ \underset{\text { (श्वसन रिज़र्व आयतन) }}{\mathrm{V} \mathrm{C}=\mathrm{I} \mathrm{R} \mathrm{V}} \underset{\text { (उच्छ्वास रिज़र्व आयतन) }}{ + \mathrm{E} \mathrm{R} \mathrm{V}} + \underset{\text { (ज्वारीय आयतन) }}{\mathrm{T} \mathrm{V}}$
जीवन क्षमता का मान $3400 \mathrm{~mL}$ से $4800 \mathrm{~mL}$ तक भिन्न होता है।
दूसरी ओर, ज्वारीय आयतन सामान्य श्वसन के दौरान अंदर खींची या बाहर निकाली गई वायु होती है। कुल फेफड़ा क्षमता अधिकतम श्वास के बाद फेफड़ों और श्वसन मार्ग में मौजूद वायु का आयतन होता है। जबकि श्वसन क्षमता सामान्य श्वास के बाद एक व्यक्ति द्वारा अंदर खींची जा सकने वाली कुल वायु की मात्रा होती है।
7. $\mathrm{Hb}$ से $O_{2}$ के बंधन के संदर्भ में गलत कथन को चिह्नित करें
(a) उच्च $\mathrm{pH}$
(b) निम्न तापमान
(c) निम्न $p CO_{2}$
(d) उच्च $pO_{2}$
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उत्तर
(a) उच्च $\mathrm{pH}$
वे कारक जो ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन बंधन को इसकी सहिष्णुता बढ़ाकर प्रभावित करते हैं, वे हैं: (i) ऑक्सीजन का आंशिक दाब बढ़ना (ii) कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दाब घटना (iii) उच्च हाइड्रोजन आयन सांद्रता जिससे pH निम्न होता है (iv) निम्न तापमान इसलिए सही विकल्प है ‘उच्च pH’।
8. मानव में सामान्य श्वसन में संलग्न सही मांसपेशियों का युग्म चुनिए।
(a) बाह्य और आंतरिक अंतरपसली मांसपेशियाँ
(b) डायाफ्राम और पेट की मांसपेशियाँ
(c) डायाफ्राम और बाह्य अंतरपसली मांसपेशियाँ
(d) डायाफ्राम और अंतरपसली मांसपेशियाँ
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उत्तर
(d) डायाफ्राम और एक विशिष्ट मांसपेशियों का समूह, जिसे पसलियों के बीच उपस्थित बाह्य मांसपेशियाँ कहा जाता है, मानव में सामान्य श्वसन में संलग्न होती हैं। ये फेफड़ों और वातावरण के बीच वायु का दाब अंतर उत्पन्न करने में सहायक होती हैं ताकि वायु का सेवन सुगम हो सके।
9. एम्फीसीमा, एक श्वसन विकार, की घटना सिगरेट पीने वालों में अधिक होती है। ऐसी स्थितियों में
(a) ब्रॉन्कियोल क्षतिग्रस्त पाए जाते हैं
(b) एल्वियोलर भित्तियाँ क्षतिग्रस्त पाई जाती हैं
(c) प्लाज्मा झिल्ली क्षतिग्रस्त पाई जाती है
(डी) श्वसन पेशियाँ क्षतिग्रस्त पाई जाती हैं
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उत्तर
(बी) एम्फीसीमा एक दीर्घकालिक विकार है जिसमें एल्वियोलर दीवारें क्षतिग्रस्त हो जाती हैं संकुचन या असामान्य फैलाव के कारण। यह एक श्वसन विकार है जो सिगरेट के धूम्रपान और अन्य धुएँ या विषाक्त पदार्थों को समय के साथ श्वसन करने से होता है।
10. श्वसन प्रक्रिया मस्तिष्क के कुछ विशिष्ट केंद्रों द्वारा नियंत्रित होती है। निम्नलिखित केंद्रों में से एक उत्तेजना पर श्वसन अवधि को कम कर सकता है।
(क) मेड्युलरी श्वसन केंद्र
(ख) न्यूमोटैक्सिक केंद्र
(ग) एप्न्यूस्टिक केंद्र
(घ) रासायनिक संवेदनशील केंद्र
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उत्तर
(ख) न्यूमोटैक्सिक केंद्र मस्तिष्क के पोंस वेरोली के पृष्ठ भाग में स्थित होता है और यह श्वसन अवधि की अवधि को कम कर सकता है और इस प्रकार श्वसन दर को बदल सकता है।
एप्न्यूस्टिक केंद्र जबकि पोंस वेरोली के निचले भाग में स्थित होता है और श्वसन प्रक्रिया को बढ़ावा देने के लिए उत्तरदायी होता है।
रासायनिक संवेदनशील केंद्र ताल केंद्र के समीप स्थित होता है जो $CO_{2}$ और हाइड्रोजन आयनों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है। शरीर में $CO_{2}$ और $\mathrm{H}^{+}$ में वृद्धि इस केंद्र को सक्रिय करती है $\mathrm{CO_{2}}$ और $\mathrm{H}$ के उन्मूलन के लिए।
मेड्युलरी श्वसन केंद्र मस्तिष्क के मेडुला में उपस्थित एक विशिष्ट क्षेत्र है और मुख्य रूप से श्वसन ताल को नियंत्रित करने के लिए उत्तरदायी होता है।
11. कार्बामिनो हीमोग्लोबिन से $ \mathrm{CO}_{2}$ का विघटन तब होता है जब
(a) $p CO_{2}$ अधिक हो और $p O_{2}$ कम हो
(b) $p O_{2}$ अधिक हो और $p CO_{2}$ कम हो
(c) $p CO_{2}$ और $p O_{2}$ समान हों
(d) उपर्युक्त में से कोई नहीं
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सोचने की प्रक्रिया
$CO_{2}$ हीमोग्लोबिन द्वारा कार्बामिनो हीमोग्लोबिन के रूप में वहन किया जाता है। यह बंधन $CO_{2}$ के आंशिक दबाव से संबंधित है।
उत्तर
(b) जब, फेफड़ों की एल्वियोली में $p CO_{2}$ कम होती है और $pO_{2}$ अधिक होती है, तब कार्बामिनो-हीमोग्लोबिन से $CO_{2}$ का विघटन होता है, ऊतक से हीमोग्लोबिन से बंधा हुआ $CO_{2}$ एल्वियोली में पहुँचाया जाता है, $CO_{2}$ की सांद्रता बनाए रखने के लिए इस प्रकार $pCO_{2}$ बढ़ता है।
गैसों का आदान-प्रदान ऊतक केशिका और ऊतक कोशिकाओं के बीच होता है। उच्च $pO_{2}$ वाली केशिका कोशिकाएँ ऊतक द्रव के माध्यम से ऊतक कोशिकाओं में $O_{2}$ के विसरण का कारण बनती हैं, दूसरी ओर ऊतक कोशिकाओं में उच्च $p CO_{2}$ केशिका में ऊतक द्रव के माध्यम से $CO_{2}$ के विसरण का कारण बनता है।
१२. श्वसन गतिविधियों में वायु आयतन का आकलन किया जा सकता है
(a) स्टेथोस्कोप द्वारा
(b) हाइग्रोमीटर द्वारा
(c) स्फिग्मोमैनोमीटर द्वारा
(d) स्पाइरोमीटर द्वारा
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उत्तर
(d) स्पाइरोमीटर वह उपकरण है जो श्वसन गतिविधियों में शामिल वायु के आयतन को मापने के लिए प्रयुक्त होता है और यह फेफड़ों की कार्यप्रणाली के नैदानिक आकलन में भी सहायक होता है।
स्टेथोस्कोप एक चिकित्सा उपकरण है जो किसी जानवर या मानव शरीर के आंतरिक ध्वनियों को सुनने के लिए प्रयुक्त होता है।
हाइग्रोमीटर एक उपकरण है जो वातावरण में नमी की मात्रा, अर्थात् आर्द्रता को मापने के लिए प्रयुक्त होता है।
स्फिग्मोमैनोमीटर एक उपकरण है जो रक्तचाप को मापने के लिए प्रयुक्त होता है।
१३. श्वसन आयतन और क्षमताओं के बीच निम्नलिखित संबंधों में से सही विकल्प को चिह्नित कीजिए।
(i) प्रेरक क्षमता (IC) = ज्वारीय आयतन + अवशिष्ट आयतन
(ii) जीवन क्षमता (VC) = ज्वारीय आयतन (TV) + प्रेरक रिज़र्व आयतन (IRV) + निष्कासी रिज़र्व आयतन (ERV)।
(iii) अवशिष्ट आयतन (RV) = जीवन क्षमता (VC) - प्रेरक रिज़र्व आयतन (IRV)
(iv) ज्वारीय आयतन (TV) = प्रेरक क्षमता (IC) - प्रेरक रिज़र्व आयतन (IRV)
विकल्प
(a) (i) गलत, (ii) गलत, (iii) गलत, (iv) सही
(b) (i) गलत, (ii) सही, (iii) गलत, (iv) सही
(c) (i) सही, (ii) सही, (iii) गलत, (iv) सही
(d) (i) सही, (ii) गलत, (iii) सही, (iv) गलत
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उत्तर
(b) (i) प्रेरक क्षमता (IC) = ज्वारीय आयतन + प्रेरक रिज़र्व आयतन (TV + IRV)।
(ii) वाइटल कैपेसिटी (VC) टाइडल वॉल्यूम + इंस्पिरेटरी रिज़र्व वॉल्यूम + एक्स्पिरेटरी रिज़र्व वॉल्यूम। (TV + ERV + IRV)
(iii) रेज़िड्यूअल वॉल्यूम (RV) जबरदस्त एक्स्पिरेशन के बाद फेफड़ों में शेष रहने वाली हवा की मात्रा।
(iv) टाइडल वॉल्यूम (TV) सामान्य श्वसन के दौरान प्रेरित या निष्कासित हवा की मात्रा।
14. ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन डिसोसिएशन वक्र दायीं ओर शिफ्ट दिखाएगा यदि
(a) उच्च $p \mathrm{CO}_{2}$
(b) उच्च $\mathrm{pO}_{2}$
(c) निम्न $p \mathrm{CO}_{2}$
(d) कम $\mathrm{H}^{+}$सांद्रता
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उत्तर
(a) एक सिग्मॉइड वक्र प्राप्त होता है जब हीमोग्लोबिन का $O_{2}$ के साथ प्रतिशत संतृप्ति को $pO_{2}$ के विरुद्ध प्लॉट किया जाता है।
ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन डिसोसिएशन वक्र निम्नलिखित स्थितियों में दायीं ओर शिफ्ट होता है।
(i) ऑक्सीजन के आंशिक दबाव में कमी।
(ii) कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव में वृद्धि।
(iii) हाइड्रोजन सांद्रता में वृद्धि।
(iv) $\mathrm{pH}$ क्रियाकलाप में कमी।
(v) शरीर के तापमान में वृद्धि।
15. निम्नलिखित स्तंभों का मिलान कीजिए।
| स्तंभ I | स्तंभ II | ||
|---|---|---|---|
| A. | केंचुआ | 1. | नम क्यूटिकल |
| B. | जलीय आर्थ्रोपोड्स | 2. | गिल्स |
| C. | मछलियाँ | 3. | फेफड़े |
| D. | पक्षी/सरीसृप | 4. | ट्रेकिया |
विकल्प
| A | B | C | D | |
|---|---|---|---|---|
| (a) | 2 | 1 | 4 | 3 |
| (b) | 1 | 4 | 2 | 3 |
| (c) | 1 | 3 | 2 | 4 |
| (d) | 1 | 2 | 4 | 3 |
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उत्तर
(b) केंचुए अपने नम क्यूटिकल के माध्यम से श्वसन करते हैं और जलीय आर्थ्रोपोड ट्रेकिया के माध्यम से श्वसन करते हैं।
मछलियां गिल्स के माध्यम से श्वसन करती हैं, और पक्षी/सरीसृप फेफड़ों के माध्यम से श्वसन करते हैं।
बहुत ही लघु उत्तर प्रकार के प्रश्न
1. निम्नलिखित पदों को परिभाषित कीजिए?
(a) ज्वारीय आयतन
(b) अवशेष आयतन
(c) अस्थमा
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सोचने की प्रक्रिया
वह वायु की मात्रा जो फेफड़े विभिन्न परिस्थितियों में प्राप्त, रोक या बाहर निकाल सकते हैं, फुफ्फुसीय आयतन कहलाती है। दो या अधिक फुफ्फुसीय आयतनों का संयोजन फुफ्फुसीय क्षमता कहलाता है।
उत्तर
(a) ज्वारीय आयतन (TV) सामान्य श्वास के दौरान अंतःश्वसित या बाह्यश्वसित वायु का आयतन होता है। यह लगभग $500 \mathrm{~mL}$ होता है, अर्थात् एक स्वस्थ व्यक्ति प्रति मिनट लगभग 6000 से $8000 \mathrm{~mL}$ वायु अंतःश्वसित या बाह्यश्वसित करता है।
(b) अवशेष आयतन (RV) जबरदस्त बाह्यश्वास के बाद भी फेफड़ों में शेष रहने वाली वायु का आयतन होता है। यह लगभग $1100 \mathrm{~mL}$ से $1200 \mathrm{~mL}$ होता है।
(c) अस्थमा यह विदेशी पदार्थों से एलर्जी प्रतिक्रिया के कारण होने वाला रोग है। प्रमुख लक्ष्य सांस लेने में कठिनाई, घरघराहट और खांसी हैं। यह ब्रॉन्की की सूजन के कारण होता है।
2. फेफड़ों को घेरे हुए एक द्रव से भरी दोहरी झिल्ली होती है। उसका नाम बताइए और इसकी एक महत्वपूर्ण कार्य का उल्लेख कीजिए।
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उत्तर
फेफड़ों को घेरे रहने वाला दोहरी झिल्ली वाला द्रव से भरा हुआ आवरण प्लूरा कहलाता है, और उनके बीच का द्रव प्लूरल द्रव होता है। बाहरी प्लूरल झिल्ली थोरासिक अस्तर के साथ निकट संपर्क में होती है, जबकि आंतरिक प्लूरल झिल्ली फेफड़े की सतह के संपर्क में होती है। ये सभी मिलकर फेफड़े की सतह पर घर्षण को कम करते हैं।
3. हमारे शरीर में गैसों के आदान-प्रदान का प्राथमिक स्थान क्या है?
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उत्तर
हमारे शरीर में गैसों के आदान-प्रदान का प्राथमिक स्थान एल्विओली है। दोनों फेफड़ों में मिलाकर लगभग 30 करोड़ एल्विओली होते हैं। इन एल्विओली की दीवारें बहुत पतली होती हैं जो स्क्वैमस एपिथेलियम से बनी होती हैं। इनमें रक्त कैपिलरी का विस्तृत जाल होता है।
एल्विओली में रक्त कैपिलरी की उपस्थिति के कारण गैसों का आदान-प्रदान आसानी से होता है। प्रत्येक एल्विओलस को एक लघु फेफड़ा भी कहा जाता है।
4. सिगरेट पीने से एम्फिसीमा होता है। कारण बताइए।
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उत्तर
एम्फिसीमा श्वसन तंत्र का एक पुराना विकार है, जिसमें एल्वियोलर दीवार का फूलना या असामान्य फैलाव होता है। सिगरेट पीना और अन्य धुएँ या विषाक्त पदार्थों को समय-समय पर साँस लेने से एल्वियोली के बीच की सेप्टा क्षतिग्रस्त होती है और फेफड़ों में इसके लोचदार ऊतक की जगह संयोजी ऊतक आ जाता है।
इससे श्वसन सतह घट जाती है, जिससे एम्फिसीमा होता है। इससे साँस की तकलीफ, बलगम का उत्पादन, पुरानी ब्रोंकाइटिस आदि होती है।
5. सामान्य शारीरिक स्थितियों में ऑक्सीजनयुक्त रक्त के प्रत्येक $100 \mathrm{~mL}$ द्वारा ऊतकों को कितनी मात्रा में $O_{2}$ आपूर्ति की जाती है?
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उत्तर
सामान्य शारीरिक स्थितियों में ऑक्सीजनयुक्त रक्त के प्रत्येक $100 \mathrm{~mL}$ द्वारा ऊतकों को लगभग $5 \mathrm{~mL}$ $\mathrm{O}_{2}$ आपूर्ति कर सकता है।
6. $O_{2}$ का एक बड़ा प्रतिशत ($97 \%$) रक्त में RBCs द्वारा परिवहित होता है। शेष प्रतिशत ($3 \%$) $O_{2}$ कैसे परिवहित होता है?
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उत्तर
लगभग $97 \%$ $O_{2}$ रक्त में RBCs द्वारा परिवहित होता है। शेष $3 \%$ $O_{2}$ प्लाज्मा के माध्यम से विलयी अवस्था में ले जाया जाता है।
7. निम्नलिखित पदों को उनके आयतन के अनुसार आरोही क्रम में व्यवस्थित करें।
(a) टाइडल वॉल्यूम (TV)
(b) रेसिड्यूअल वॉल्यूम (RV)
(c) इंस्पिरेटरी रिज़र्व वॉल्यूम (IRV)
(d) एक्सपिरेटरी कैपेसिटी (EC)
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उत्तर
(d) सांस छोड़ने की क्षमता (EC) लगभग आयतन $1000 \mathrm{~mL}$ है।
(b) अवशेष आयतन (RV) लगभग आयतन $1200 \mathrm{~mL}$ है।
(c) प्रेरक रिज़र्व आयतन (IRV) लगभग आयतन 2500 से $3000 \mathrm{~mL}$ है।
(a) ज्वारीय आयतन (TV) लगभग आयतन 6000 से $8000 \mathrm{~mL}$ है।
8. लुप्त पदों को पूरा कीजिए
(a) प्रेरक क्षमता (IC) $=\ldots+$ IRV
(b) $\ldots=\mathrm{TV}+\mathrm{ERV}$
(c) कार्यात्मक अवशेष क्षमता (FRC) $=$ ERV $+\ldots$
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उत्तर
(a) प्रेरक क्षमता (IC) $=(\mathrm{TV})+(\mathrm{IRV})$ ज्वारीय आयतन। प्रेरक रिज़र्व आयतन
(b) सांस छोड़ने की क्षमता $(E C)=(T V+E R V)$ ज्वारीय आयतन। सांस छोड़ने का रिज़र्व आयतन
(c) कार्यात्मक अवशेष क्षमता (FRC) $=($ ERV ) सांस छोड़ने वाला $+($ RV $)$ रिज़र्व आयतन। अवशेष आयतन
9. निम्न जीवों में श्वसन के अंगों के नाम लिखिए।
(a) फ्लैटवर्म
(b) पक्षी
(c) मेंढक
(d) कॉकरोच
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सोचने की प्रक्रिया
श्वास लेने की क्रिया विभिन्न प्रकार के जानवरों में उनके आवास और संगठन के स्तर के आधार पर भिन्न-भिन्न होती है।
उत्तर
(a) फ्लैटवर्म सामान्य शरीर सतह
(b) पक्षी फेफड़े
(c) मेंढक फेफड़े और नम त्वचा
(d) कॉकरोच ट्रेकीय नलिकाएँ
10. सामान्य श्वसन के दौरान फेफड़ों और वातावरण के बीच दबाव प्रवणता बनाने में शामिल महत्वपूर्ण भागों के नाम लिखिए।
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उत्तर
डायाफ्राम और पसलियों के बीच की बाह्य और अंतरपार्श्विक पेशियों की एक विशिष्ट समूह, सामान्य श्वसन के दौरान दबाव प्रवणता उत्पन्न करने में सहायता करते हैं।
लघु उत्तर प्रकार के प्रश्न
1. रक्त में $CO_{2}$ परिवहन के विभिन्न मोड बताइए।
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उत्तर
कार्बन डाइऑक्साइड रक्त द्वारा तीन रूपों में वहन की जाती है
(i) विलयित अवस्था में सामान्य तापमान और दबाव के अंतर्गत लगभग $7 \%$ $\mathrm{CO}_{2}$ भौतिक विलयन द्वारा वहन की जाती है।
(ii) कार्बामिनो यौगिकों के रूप में
$CO_{2}$ सीधे $Hb$ से बंधकर एक अस्थिर यौगिक कार्बामिनो यौगिक $(CO_{2} )$ बनाती है। लगभग $23 \%$ $CO_{2}$ इस रूप में परिवहित होती है। जब $p CO_{2}$ अधिक होती है और $pO_{2}$ कम होती है जैसे कि ऊतकों में, कार्बन डाइऑक्साइड का अधिक बंधन होता है जबकि जब $p CO_{2}$ कम होती है और $pO_{2}$ अधिक होती है जैसे कि अल्वियोलाई ऊतक में, कार्बामिनो-हीमोग्लोबिन से $CO_{2}$ का विघटन होता है।
$$ HbO_{2}+CO_{2} \rightleftharpoons HbCO_{2}+\mathrm{H}^{+}+O_{2} $$
(iii) बाइकार्बोनेट आयनों के रूप में $CO_{2}$ पानी से कार्बोनिक अम्ल $\left(H_{2} CO_{3}\right)$ बनाता है, जब RBC में कार्बोनिक एनहाइड्रेस की उपस्थिति होती है। $H_{2} CO_{3}$ हाइड्रोजन और बाइकार्बोनेट आयनों $\left(HCO_{3}{ }^{-}\right)$ में विघटित हो जाता है।
पूरी अभिक्रिया इस प्रकार चलती है
$\mathrm{CO}_2+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \underset{\text { एनहाइड्रेस }}{\stackrel{\text { कार्बोनिक }}{\rightleftarrows}} \underset{\text { कार्बोनिक अम्ल }}{\mathrm{H}_2 \mathrm{CO}_3}$
$\underset{\text { कार्बोनिक अम्ल }}{\mathrm{H}_2 \mathrm{CO}_3} \rightleftharpoons \underset{\substack{\text { हाइड्रोजन } \\ \text { आयन }}}{\mathrm{H}^{+}}+\underset{\substack{\text { बाइकार्बोनेट } \\ \text { आयन }}}{\mathrm{HCO}_3^{-}}$
कार्बोनिक एनहाइड्रेस अभिक्रिया मुख्यतः RBC में होती है क्योंकि इसमें एंजाइम कार्बोनिक एनहाइड्रेस की उच्च सांद्रता होती है और इसकी अत्यल्प मात्रा प्लाज्मा में भी उपस्थित होती है।
2. $O_{2}$ की तुलना में, आंशिक दाब में इकाई अंतर के लिए $CO_{2}$ का विसरण झिल्ली के माध्यम से विसरण दर कहीं अधिक होती है। व्याख्या करें।
Show Answer
सोचने की प्रक्रिया
विसरण क्षमता को उस गैस के आयतन के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जो 1 मिमी Hg के दाब अंतर के लिए प्रति मिनट झिल्ली के माध्यम से विसरित होती है। यह विसरित गैसों की विलेयता पर भी आगर निर्भर करती है।
उत्तर
चूँकि, $CO_{2}$ की विलेयता दर $O_{2}$ की तुलना में $20-25$ गुना अधिक होती है, आंशिक दबाव में इकाई अंतर के माध्यम से विसरण झिल्ली से $CO_{2}$ की मात्रा $O_{2}$ की तुलना में कहीं अधिक होती है।
3. श्वसन प्रक्रिया को पूरा करने के लिए, दिए गए चरणों को क्रमबद्ध तरीके से लिखिए।
(a) वायुओं $\left(O_{2}\right.$ और $\left.CO_{2}\right)$ का एल्वियोलर झिल्ली के पार विसरण।
(b) रक्त द्वारा वायुओं का परिवहन।
(c) कोशिकाओं द्वारा $O_{2}$ का कैटाबोलिक अभिक्रियाओं के लिए उपयोग और परिणामस्वरूप $CO_{2}$ का विमोचन।
(d) फुफ्फुसीय वेंटिलेशन जिसके द्वारा वायुमंडलीय वायु अंदर खींची जाती है और $CO_{2}$ से भरी एल्वियोलर वायु बाहर छोड़ी जाती है।
(e) रक्त और ऊतकों के बीच $O_{2}$ और $CO_{2}$ का विसरण।
Show Answer
उत्तर
(d) फुफ्फुसीय वेंटिलेशन जिसके द्वारा वायुमंडलीय वायु अंदर खींची जाती है और $CO_{2}$ से भरी एल्वियोलर वायु बाहर छोड़ी जाती है।
(a) वायुओं $\left(O_{2}\right.$ और $\left.CO_{2}\right)$ का एल्वियोलर झिल्ली के पार विसरण।
(b) रक्त द्वारा वायुओं का परिवहन।
(c) रक्त और ऊतकों के बीच $O_{2}$ और $CO_{2}$ का विसरण।
(e) कोशिकाओं द्वारा $O_{2}$ का कैटाबोलिक अभिक्रियाओं के लिए उपयोग और परिणामस्वरूप $CO_{2}$ का विमोचन।
4. अंतर बताइए
(a) श्वसन आरक्षित आयतन और उच्छ्वास आरक्षित आयतन
(b) जीवन क्षमता और कुल फुफ्फुस क्षमता।
(c) एम्फीसीमा और व्यावसायिक श्वसन विकार।
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उत्तर
इनके बीच अंतर इस प्रकार हैं
(a)
| प्रेरणीय आरक्षित आयतन | निर्गमीय आरक्षित आयतन |
|---|---|
| यह वायु का अतिरिक्त आयतन है जिसे व्यक्ति जबरदस्त प्रेरण द्वारा अंदर ले सकता है। यह $2500 \mathrm{~mL}$ से $3000 \mathrm{~mL}$ के बीच होता है। |
(b)
| जीवन क्षमता | कुल फेफड़ा क्षमता |
|---|---|
| जीवन क्षमता वायु का अधिकतम आयतन है जिसे व्यक्ति जबरदस्त निर्गम के बाद अंदर ले सकता है। इसमें ERV, TV और IRV शामिल हैं या वायु का अधिकतम आयतन जिसे व्यक्ति जबरदस्त प्रेरण के बाद बाहर निकाल सकता है। अर्थात्, Vc = ERV + IRV + TV | कुल उपयोग क्षमता वायु का कुल आयतन है जो फेफड़ों में जबरदस्त प्रेरण के अंत में समायोजित होता है। इसमें RV, ERV, TV और IRV या जीवन क्षमता + अवशेष आयतन शामिल हैं। अर्थात्, TLC = RV + (ERV + IRV + TV) या VC + RV |
(c)
| एम्फीसीमा | व्यावसायिक श्वसन विकार |
|---|---|
| एम्फीसीमा श्वसन तंत्र का एक दीर्घकालिक विकार है, जिसमें एल्वियोली क्षतिग्रस्त हो जाते हैं जिससे नियामक श्वसन सतह घट जाती है। | यह पत्थर पीसने या तोड़ने से उत्पन्न धूल के दीर्घकालिक संपर्क के कारण होता है और सूजन उत्पन्न करता है जिससे फाइब्रोसिस होती है और इस प्रकार गंभीर फेफड़े की क्षति होती है। सुरक्षात्मक मास्क प्रदान किए जाते हैं |
| एम्फीसीमा का कारण सिगरेट पीना है। |
दीर्घ उत्तर प्रकार के प्रश्न
1. फेफड़ों की थैलियों (एल्वियोली) और ऊतकों के बीच $O_{2}$ और $CO_{2}$ के परिवहन को चित्र सहित समझाइए।
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उत्तर
एल्वियोली और ऊतकों के बीच $O_{2}$ और $CO_{2}$ के परिवहन को चित्र द्वारा दर्शाना
2. श्वसन की क्रिया को साफ-सुथरे अंकित चित्रों के साथ समझाइए।
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उत्तर
श्वसन की क्रिया
श्वसन दो चरणों में होता है—श्वसन (inspiration) जिसमें वायुमंडलीय हवा अंदर खींची जाती है और निःश्वसन (expiration) जिसमें एल्वियोली की हवा बाहर छोड़ी जाती है।
फेफड़ों में हवा का अंदर-बाहर आना एक दबाव विभव बनाकर किया जाता है, जो डायाफ्राम और अंतरपर्शुक पेशियों की सहायता से होता है।
3. श्वसन के नियमन में तंत्रिका तंत्र की भूमिका समझाइए।
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उत्तर
मानव शरीर श्वसन लय को शरीर के ऊतकों की मांग के अनुसार बनाए रखने और समायोजित करने की उल्लेखनीय क्षमता रखता है। यह कार्य तंत्रिका तंत्र द्वारा किया जाता है।
तंत्रिका तंत्र निम्नलिखित तरीकों से श्वसन को नियंत्रित करता है/ manress
(i) मस्तिष्क के मेड्यूला क्षेत्र में उपस्थित एक विशिष्ट केंद्र, जिसे श्वसन ताल केंद्र कहा जाता है, मुख्य रूप से श्वसन प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए उत्तरदायी होता है। मस्तिष्क के पोंस क्षेत्र में उपस्थित एक अन्य केंद्र, जिसे न्यूमोटैक्सिक केंद्र कहा जाता है, श्वसन ताल केंद्र की कार्यविधियों को मध्यम कर सकता है। इस केंद्र से आने वाला तंत्रिकीय संकेत, श्वसन की अवधि को कम कर सकता है और इस प्रकार श्वसन दर को बदल सकता है।
(ii) एक रसायन-संवेदी क्षेत्र ताल केंद्र के समीप स्थित होता है जो $\mathrm{CO}_{2}$ और हाइड्रोजन आयनों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है। इन पदार्थों में वृद्धि इस केंद्र को सक्रिय करती है, जो बदले में ताल केंद्र को संकेत भेजता है ताकि श्वसन प्रक्रिया में आवश्यक समायोजन किए जा सकें जिससे इन पदार्थों को समाप्त किया जा सके।
(iii) आर्कटा आर्च और कैरोटिड धमनी से संबद्ध ग्राही भी $\mathrm{CO}_{2}$ और $\mathrm{H}^{+}$ सांद्रता में परिवर्तन को पहचानते हैं और आवश्यक संकेत ताल केंद्र को भेजते हैं ताकि सुधारात्मक कार्रवाई की जा सके, क्योंकि श्वसन ताल के नियमन में ऑक्सीजन की भूमिका काफी हद तक नगण्य होती है।
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