अध्याय 11 पौधों में परिवहन
बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQs)
1. निम्नलिखित में से कौन-सा कथन रिवर्स ऑस्मोसिस पर लागू नहीं होता?
(a) इसका उपयोग जल शुद्धिकरण के लिए किया जाता है
(b) इस तकनीक में सिस्टम पर ऑस्मोटिक दबाव से अधिक दबाव लगाया जाता है
(c) यह एक निष्क्रिय प्रक्रिया है
(d) यह एक सक्रिय प्रक्रिया है
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सोचने की प्रक्रिया
ऑस्मोसिस जल अणुओं का एक विशेष प्रकार का विसरण है जो अर्धपारगम्य झिल्ली के पार उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से निम्न सांद्रता वाले क्षेत्र की ओर होता है। ऑस्मोसिस की नेट दिशा और दर दबाव तथा सांद्रता प्रवणता पर निर्भर करती है।
उत्तर (c) यह एक निष्क्रिय प्रक्रिया है
2. निम्नलिखित में से कौन-सा प्रत्यक्ष रूप से वाष्पोत्सर्ग को प्रभावित नहीं करेगा?
(a) तापमान
(b) प्रकाश
(c) पवन चाल
(d) पत्तियों का क्लोरोफिल सामग्री
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उत्तर
(d) क्लोरोफिल सामग्री वाष्पोत्सर्ग की दर को प्रभावित नहीं करेगी।
विकल्प (a), (b) और (c) सभी वाष्पोत्सर्ग की दर को प्रभावित करते हैं।
(a) तापमान वाष्पोत्सर्ग की दर बढ़ाता है।
(b) प्रकाश की गुणवत्ता और तीव्रता भी इस घटना की दर को प्रभावित करती है।
(c) पवन चाल जितनी अधिक पवन चाल, उतना अधिक वाष्पोत्सर्ग की दर होगी।
3. एक पत्ती की निचली सतह पर अधिक संख्या में रंध्र होंगे
(a) पृष्ठवेंट्रल पत्ती में
(b) समद्विल पत्ती में
(c) (a) और (b) दोनों में
(d) इनमें से कोई नहीं
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उत्तर
(क) पृष्ठवentral पत्ती में, स्टोमेटा की संख्या निचले पृष्ठ पर अधिक होती है। यह विशेषता प्रकाश संश्लेषण और श्वसन की प्रक्रियाओं के लिए पत्ती की सतह और वातावरण के बीच गैस विनिमय को बढ़ाती है।
जबकि समद्विपक्षीय पत्ती में, स्टोमेटा दोनों सतहों पर समान रूप से वितरित होते हैं।
4. फ्लोएम के माध्यम से परिवहित होने वाली चीनी का रूप है
(क) ग्लूकोज
(ख) फ्रक्टोज
(ग) सुक्रोज
(घ) राइबोज
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सोचने की प्रक्रिया
ग्लूकोज पौधे में प्रकाश संश्लेषण का पहला उत्पाद है और साथ ही हर कोशिका के लिए ऊर्जा का स्रोत है। पौधे इसे दूसरी कोशिकाओं में इस रूप में नहीं पहुंचा सकते क्योंकि यह एक सक्रिय अणु है।
उत्तर
(ग) सुक्रोज, एक द्विशर्करी चीनी, फ्लोएम के माध्यम से परिवहित होती है। इसमें ग्लूकोज की 2 इकाइयाँ $\alpha-1-4$ लिंकेज द्वारा जुड़ी होती हैं। यह चीनी की सबसे निष्क्रिय अवस्था है इसलिए भोजन के परिवहन में प्रयुक्त होती है।
ग्लूकोज CHO समूह की उपस्थिति के कारण सक्रिय चीनी है।
फ्रक्टोज फलों में पाई जाती है और राइबोज न्यूक्लिक अम्लों में उपस्थित होती है।
5. गट्टेशन की प्रक्रिया होती है
(क) जब जड़ दबाव अधिक हो और वाष्पोत्सर्जन की दर कम हो।
(ख) जब जड़ दबाव कम हो और वाष्पोत्सर्जन की दर अधिक हो।
(ग) जब जड़ दबाव वाष्पोत्सर्जन की दर के बराबर हो।
(घ) जब जड़ दबाव और वाष्पोत्सर्जन की दर दोनों अधिक हों।
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उत्तर
(क) जब मूल दाब अधिक हो, वाष्पोत्सर्जन की दर कम हो और वायु में आर्द्रता अधिक हो, तब गुटेशन होता है।
दी गई अन्य स्थितियाँ गुटेशन के अनुकूल नहीं होतीं।
6. निम्नलिखित में से कौन-सा आइंबिबिशन का उदाहरण है?
(क) जड़-रोम द्वारा जल का अवशोषण
(ख) रंध्रों में गैसों का आदान-प्रदान
(ग) बीज का मिट्टी में डालने पर फूलना
(घ) रंध्रों का खुलना
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सोचने की प्रक्रिया
आइंबिबिशन एक भौतिक घटना है। बीज और अन्य जैविक पदार्थों की सतह द्वारा जल अवशोषित किया जाता है।
उत्तर
(ग) मिट्टी में बीज का फूलना आइंबिबिशन का उदाहरण है। आइंबिबिशन सांद्रता ग्रेडिएंट के अनुदर एक प्रकार का विसरण प्रक्रम है जिससे ठोस जल सोखकर आयतन में वृद्धि करता है। जब बीज मिट्टी में डाला जाता है, तो वह जल सोखता है जिससे बीज में उपस्थित एंजाइम सक्रिय होते हैं और इससे बीज अंकुरित होता है।
अन्य विकल्प—जड़-रोम द्वारा जल का अवशोषण अवशोषण का उदाहरण है, रंध्रों में गैसों का आदान-प्रदान विसरण का उदाहरण है और रंध्रों का खुलना टर्गर दाब या कोशिका-तनाव का उदाहरण है।
7. जब कोई पौधा वृद्धोन्मुखता (senescence) से गुजरता है, तो पोषक तत्त्व
(क) संचित हो सकते हैं
(ख) कोशिका भित्ति से बँध सकते हैं
(ग) पुनःस्थानित (translocated) हो सकते हैं
(घ) इनमें से कोई नहीं
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उत्तर
(ग) वृद्धोन्मुखता पौधे की प्रोग्रामित मृत्यु है। वृद्धोन्मुखता के समय पोषक तत्त्व पौधे के विभिन्न भागों में पुनःस्थानित किए जाते हैं।
8. मानक ताप पर शुद्ध जल का जल विभव बराबर होता है
(a) 10
(b) 20
(c) शून्य
(d) इनमें से कोई नहीं
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उत्तर
(c) मानक ताप पर शुद्ध जल का जल विभव शून्य होता है। यह जल विभव का उच्चतम मान है।
9. सही विकल्प चुनिए—माइकोराइजा कवक और जड़ प्रणाली का एक सहजीवी संघ है जो सहायता करता है
A. जल अवशोषण में
B. खनिज पोषण में
C. स्थानांतरण में
D. गैसीय विनिमय में
कोड
(a) केवल A
(b) केवल B
(c) A और B दोनों
(d) B और C दोनों
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सोचने की प्रक्रिया
सहजीवन एक ऐसी घटना है जिसमें दो जीव एक-दूसरे से इस प्रकार संबद्ध होते हैं कि दोनों एक-दूसरे से लाभ प्राप्त करते हैं।
उत्तर
(c) माइकोराइजा पौधों की जड़ों से संबद्ध होकर मिट्टी से जल और खनिजों के अवशोषण दोनों में सहायता करता है। अन्य विकल्प गलत हैं।
10. नीचे दी गई आकृति के आधार पर निम्नलिखित में से कौन-सा कथन सही नहीं है?
(a) विलायक अणुओं का संचरण कक्ष A से B की ओर होगा
(b) विलेय का संचरण A से B की ओर होगा
(c) इस प्रक्रिया के घटित होने के लिए अर्धपारगम्य झिल्ली की उपस्थिति आवश्यक है
(d) परासरण की दिशा और दर दोनों दाब प्रवणता और सांद्रता प्रवणता पर निर्भर करती है
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उत्तर
(b) जल का संचरण कक्ष A से B की ओर होगा। यह विलेय नहीं है जो कक्ष A से B की ओर संचरित होगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि परासरण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें विलायक अणु उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से निम्न सांद्रता वाले क्षेत्र की ओर एक अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से संचरित होते हैं।
11. निम्नलिखित का मिलान कीजिए और सही विकल्प चुनिए।
| कॉलम I | कॉलम II | |||
|---|---|---|---|---|
| A. | पत्तियाँ | (i) | प्रतिवाष्परोधी | |
| B. | बीज | (ii) | वाष्पोत्सर्जन | |
| C. | जड़ें | (iii) | ऋणात्मक परास्मोटिक विभव | |
| D. | एस्पिरिन | (iv) | आर्जन | |
| E. | प्लाज्मोलिस्ड कोशिका | (v) | अवशोषण |
विकल्प
(a) A-ii, B-iv, C-v, D-i,E-iii
(b) A-iii, B-ii, C-iv, D-i, E-v
(c) A-i, B-ii, C-iii, D-iv, E-v
(d) A-v, B-iv, C-iii, D-ii, E-i
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उत्तर
(a) दोनों कॉलमों का सही मिलान इस प्रकार है।
पत्तियाँ - वाष्पोत्सर्जन
बीज - आर्जन
जड़ें - अवशोषण
एस्पिरिन - प्रतिवाष्परोधी
प्लाज्मोलिस्ड कोशिका - $\quad$ ऋणात्मक परास्मोटिक विभव
12. असंगत युग्म को चिह्नित कीजिए।
| A. | एमाइलोप्लास्ट | (i) | प्रोटीन कणिका संग्रहित करता है |
|---|---|---|---|
| B. | एलायओप्लास्ट | (ii) | तेल या वसा संग्रहित करता है |
| C. | क्लोरोप्लास्ट | (iii) | क्लोरोफिल वर्णक होते हैं |
| D. | क्रोमोप्लास्ट | (iv) | क्लोरोफिल के अतिरिक्त रंगीन वर्णक होते हैं |
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सोचने की प्रक्रिया
पौधों में प्लास्टिड्स कोशिका अंगक के रूप में पाए जाते हैं। ये तीन प्रकार के होते हैं—क्रोमोप्लास्ट, क्लोरोप्लास्ट और ल्यूकोप्लास्ट (एमाइलोप्लास्ट)।
उत्तर
(a) एमाइलोप्लास्ट रंगहीन प्लास्टिड होते हैं जो स्टार्च संग्रहित करते हैं, परंतु प्रोटीन कणिका नहीं। अन्य युग्म सही मिलान किए गए हैं।
अति लघु उत्तरीय प्रश्न
1. छोटे, लिपिड घुलनशील अणु कोशिका झिल्ली से तेजी से विसरित होते हैं, परंतु जलप्रिय पदार्थों की गति कुछ परिवहकों द्वारा सुगम होती है जो रासायनिक रूप से
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सोचने की प्रक्रिया
जीवित कोशिका में सीमांत झिल्ली के पार पदार्थों की गति अत्यंत विशिष्ट और नियंत्रित घटना है। यह नियंत्रण मुख्यतः झिल्ली प्रोटीनों द्वारा किया जाता है।
उत्तर
प्रोटीन।
जलप्रिय पदार्थों की गति उन परिवहक प्रोटीनों द्वारा सुगम बनाई जाती है जो रासायनिक रूप से प्रोटीन होते हैं। ये प्रोटीन पोरिन बनाते हैं, जो प्लास्टिड्स, माइटोकॉन्ड्रिया और कुछ जीवाणुओं की बाहरी झिल्ली में बड़े छिद्र होते हैं। ये पोरिन छोटे अणुओं को झिल्ली के माध्यम से गुजरने देते हैं।
2. एक झिल्ली के पार निष्क्रिय परिवहन में, जब दो प्रोटीन अणु विपरीत दिशा में और एक-दूसरे से स्वतंत्र रूप से गतिशील होते हैं, तो इसे कहा जाता है
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उत्तर
एंटीपोर्ट यह प्रक्रिया झिल्ली के दोनों ओर अणुओं के परिवहन को सुगम बनाती है और उनकी गति एक-दूसरे से स्वतंत्र होती है।
3. परासरण एक विशेष प्रकार का विसरण है, जिसमें पानी कोशिका झिल्ली के पार विसरित होता है। परासरण की दर और दिशा दोनों पर निर्भर करती है
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सोचने की प्रक्रिया
परासरण जीवित जगत में एक महत्वपूर्ण जैविक घटना है। इसे कई कारक नियंत्रित करते हैं।
उत्तर
परासरण की दर और दिशा दोनों दाब प्रवणता और सांद्रता प्रवणता पर निर्भर करती है।
4. एक पुष्पीय पौधे को मिट्टी के बर्तन में लगाया गया और सिंचाई की गई। पौधे को तेजी से बढ़ाने के लिए यूरिया डाला गया, लेकिन कुछ समय बाद पौधा मर गया। इसका कारण हो सकता है
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उत्तर
पौधा एक्जोस्मोसिस के कारण मर जाता है। चूँकि बाहर का विलयन हाइपरटोनिक होता है और पौधे की कोशिकाएँ हाइपोटोनिक होती हैं, इसलिए पौधे की कोशिकाओं से धीरे-धीरे पानी बाहर यूरिया विलयन में चला जाता है, जिससे जड़ कोशिकाओं की प्लाज्मोलिसिस होती है और पौधा धीरे-धीरे मर जाता है।
5. मिट्टी से सूखे बीजों द्वारा पानी का अवशोषण इसे बढ़ाता है जिससे अंकुरण को मिट्टी से बाहर आने में मदद मिलती है।
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सोचने की प्रक्रिया
बीजों में आमतौर पर कोलॉयड पदार्थ होते हैं जो जब भी उनके पास पानी उपलब्ध होता है तो बहुत सारा पानी सोखते और अधिशोषित करते हैं और उल्लेखनीय रूप से फूलते हैं और आकार में बढ़ जाते हैं।
उत्तर
बीज के पदार्थों (स्टार्च और प्रोटीन) द्वारा पानी का अवशोषण (इम्बिबिशन) के कारण अंकुर मिट्टी से बाहर धकेलता है, इस प्रकार बीज फूलता है और बीज के अंदर इम्बिबिशन दबाव बढ़ जाता है, जो बीज की अंकुरण में योगदान देता है।
6. पानी गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध ऊपर चढ़ता है और यहाँ तक कि $20 \mathrm{~m}$ ऊँचाई के वृक्ष के लिए भी टिप दो घंटे के भीतर पानी प्राप्त कर लेता है। पानी के ऊपर की ओर आंदोलन के लिए उत्तरदायी सबसे महत्वपूर्ण शारीरिक घटना है
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उत्तर
वाष्पोत्सर्जन खिंचाव (ट्रांस्पिरेशन पुल) वह शारीरिक घटना है जो $20 \mathrm{~m}$ ऊँचाई तक के वृक्षों में पानी के ऊपर की ओर आंदोलन के लिए उत्तरदायी है। जैसे ही जल अणु स्टोमाटा से वाष्पोत्सर्जित होते हैं, वे पानी के अणुओं को पत्ती की ओर ऊपर खींचते हैं, जो जाइलम द्वारा ले जाए गए पानी के अणुओं की निरंतर श्रृंखला से होकर आते हैं।
पत्ती से यह वाष्पोत्सर्ग वायुमंडल तथा पत्ती के सब-स्टोमैटल गुहिका और अंतःकोशिकीय रिक्त स्थानों के बीच एक दाब प्रवणता उत्पन्न करता है। यह प्रवणता प्रकाश-संश्लेषी कोशिकाओं तक स्थानांतरित होती है और फिर पत्ती की शिरा के जाइलम तक पहुँचती है।
इससे एक बल उत्पन्न होता है जिसे “वाष्पोत्सर्गीय खिंचाव” कहा जाता है, जो जाइलम स्तंभ के माध्यम से जल को लगभग $130 \mathrm{~m}$ ऊँचाई तक उठा सकता है।
7. पादप कोशिका के कोशिका द्रव्य को कोशिका भित्ति और कोशिका झिल्ली दोनों से घिरा होता है। पदार्थों के परिवहन की विशिष्टता मुख्यतः कोशिका झिल्ली के पार होती है, क्योंकि
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उत्तर
परिवहन कोशिका झिल्ली के माध्यम से होता है क्योंकि कोशिका झिल्ली अर्ध-पारगम्य होती है और यह लिपिडों से बनी होती है जो द्विस्तरीय संरचना में प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट के साथ व्यवस्थित होती है।
लिपिड घुलनशील अणु कोशिका झिल्ली की लिपिड द्विस्तरीय पर आसानी से पार हो जाते हैं जबकि अन्य छोटे आकार के अणुओं का संचरण पोरिन्स नामक प्रोटीन से बने छिद्रों द्वारा सुगम बनाया जाता है। जबकि कोशिका भित्ति पदार्थों के परिवहन में सहायता नहीं करती है क्योंकि यह
कोशिका भित्ति मूलतः एक निर्जीव कठोर संरचना है जो प्लाज्मा झिल्ली के ऊपर बाहरी आवरण बनाती है और यह पादप कोशिका को आकृति, यांत्रिक सुदृढ़ता तथा क्षति और संक्रमण से सुरक्षा प्रदान करती है।
8. $C_{4}$ पादप $CO_{2}$ को स्थिर करने में $C_{3}$ पादपों की तुलना में दोगुने दक्ष होते हैं लेकिन समान मात्रा में $CO_{2}$ स्थिर करने पर $C_{3}$ पादपों की तुलना में केवल …… जितना जल खोते हैं।
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उत्तर
आधा, $C_{4}$ या पादप प्रकाशसंश्लेषण तंत्र का विकास संभवतः $CO_{2}$ की क्षमता को अधिकतम करने और जल-हानि को न्यूनतम करने की रणनीतियों में से एक है। $C_{4}$ पादप ग्लूकोस के रूप में कार्बन को स्थिर करने के मामले में $C_{3}$ पादपों की तुलना में दोगुने दक्ष होते हैं, परंतु समान मात्रा में $CO_{2}$ स्थिर करने पर वे $C_{3}$ पादप की तुलना में केवल आधा जल ही खोते हैं।
9. जाइलम में पदार्थों की गति एकदिशीय होती है जबकि फ्लोएम में यह द्विदिशीय होती है। समझाइए
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विचार प्रक्रिया
जाइलम और फ्लोएम जटिल स्थायी ऊतक हैं जो वाहिकीय पादपों (जिम्नोस्पर्म्स और एंजियोस्पर्म्स) में पाए जाते हैं।
उत्तर
जाइलम मिट्टी से जड़ → तना → पत्तियों तक जल और खनिजों के एकतरफा परिवहन में लगा होता है। इस युक्ति में आबोषण, जड़ दाब और अंततः वाष्पोत्सर्ग खिंचाव जैसी कई बल कार्यरत होते हैं। पादपों के शरीर सतह पर जल का निरंतर ह्रास होता रहता है। इस प्रकार, यह एकदिशीय प्रक्रिया है।
फ्लोएम का मुख्य कार्य भोजन को स्रोत से सिंक तक पहुँचाना है, जहाँ स्रोत से तात्पर्य उस पादप भाग से है जो भोजन संश्लेषित करता है और सिंक से उन भागों और अंगों से है जिन्हें वृद्धि और विकास के लिए भोजन की आवश्यकता होती है। पादप के विभिन्न वृद्धि चरणों में ये स्रोत और सिंक भाग भिन्न-भिन्न हो सकते हैं, इसलिए भोजन को ऊपर और नीचे दोनों दिशाओं में जाना पड़ता है। इसलिए फ्लोएम में पदार्थों की द्विदिशीय गति देखी जाती है।
10. I, II और III में हो रही प्रक्रिया की पहचान कीजिए
Show Answer
सोचने की प्रक्रिया
सुविधाजनक विसरण में विशेष प्रोटीन शामिल होते हैं जो झिल्ली के पार पदार्थों को स्थानांतरित करने में मदद करते हैं बिना ऊर्जा, अर्थात् ATP के व्यय के।
उत्तर
I. यूनिपोर्ट इस प्रक्रिया में, एक अणु की झिल्ली के पार गति होती है, अर्थात् अन्य अणुओं की।
II. एंटीपोर्ट इस प्रक्रिया में, दो प्रकार के अणुओं की विपरीत दिशा में गति होती है।
III. सिम्पोर्ट इस प्रक्रिया में, एक समय में एक से अधिक अणुओं की झिल्ली के पार समान दिशा में गति होती है।
11. नीचे एक सारणी दी गई है। रिक्त स्थान भरें।
| गुण | सरल विसरण | सुविधाजनक परिवहन | सक्रिय परिवहन |
|---|---|---|---|
| अत्यधिक चयनात्मक | नहीं | हाँ | - |
| ऊपर की ओर परिवहन | - | - | हाँ |
| ATP की आवश्यकता | - | - | - |
उत्तर।
| गुण | सरल विसरण | सुविधाजनक परिवहन | सक्रिय परिवहन |
|---|---|---|---|
| अत्यधिक चयनात्मक | नहीं | हाँ | हाँ |
| ऊपर की ओर परिवहन | नहीं | नहीं | हाँ |
| ATP की आवश्यकता | नहीं | नहीं | हाँ |
सक्रिय परिवहन यह ऊर्जा का उपयोग करता है अणुओं को सांद्रता ग्रेडिएंट के विरुद्ध पंप करने के लिए। इसलिए, झिल्ली में विभिन्न प्रोटीन सक्रिय परिवहन में प्रमुख भूमिका निभाते हैं।
सक्रिय परिवहन में शामिल वाहक प्रोटीन झिल्ली पार कराने वाले पदार्थ के प्रति अत्यधिक विशिष्ट होता है।
सहायक परिवहन
सहायक परिवहन में विशेष प्रोटेन ATP व्यय किए बिना झिल्ली पार पदार्थों की आवाजाही में सहायता करते हैं। सहायक परिवहन अत्यधिक विशिष्ट होता है क्योंकि यह कोशिका को अपनाने के लिए पदार्थों का चयन करने देता है।
सरल विसरण
यह एक भौतिक प्रक्रिया है जिसमें उच्च सांद्रता से निम्न सांद्रता की ओर जल का संचरण होता है। यह कोई चयनात्मक प्रक्रिया नहीं है और ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती।
12. जल विभव और विलेय विभव को परिभाषित कीजिए।
Show Answer
उत्तर
जल विभव प्रति इकाई आयतन के साथ जुड़ी मुक्त ऊर्जा का माप $\left(\mathrm{JM}^{-3}\right)$ है। वायुमंडलीय दाब पर शुद्ध जल का जल विभव $\left(\Psi_{w}\right)$ शून्य होता है। जल विभव की इकाई बार या पास्कल है $(1 \mathrm{mPa}=10$ बार $)$।
विलेय विभव
विलेयों के मिलाने से जल विभव घटता है (ऋण मान पर)। इससे जल की सांद्रता कम हो जाती है। इसलिए विलयनों का जल विभव शुद्ध जल से कम होता है; विलेय के घुलने से इस अवनमन की मात्रा को विलेय विभव या $\Psi_{s}$ कहते हैं।
13. विलेय विभव सदैव ऋणात्मक क्यों होता है? $\psi_{w}=\psi_{s}+\psi_{p}$ की व्याख्या कीजिए।
Show Answer
उत्तर
यदि शुद्ध जल में कोई विलेय घुल जाता है, तो विलयन में स्वतंत्र जल अणुओं की संख्या कम हो जाती है और जल की सांद्रता घट जाती है, जिससे इसका जल विभव घट जाता है।
इसलिए, सभी विलयनों का जल विभव शुद्ध जल से कम होता है। इस कमी की मात्रा, जो विलेय के घुलने के कारण होती है, विलेय विभव या $\Psi_{s}$ कहलाती है। $\Psi_{s}$ सदैव ऋणात्मक होता है। जितने अधिक विलेय अणु होंगे, विलेय विभव $\psi_{\mathrm{s}}$ उतना ही अधिक कम (अधिक ऋणात्मक) होगा। कोशिका का जल विभव विलेय और दाब विभव दोनों से प्रभावित होता है।
इस संबंध को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है
$$ \begin{aligned} & \Psi_{w}=\Psi_{s}+\Psi_{p} \\ \text{जहाँ, } \quad \quad & \Psi_{w}=\text { जल विभव } \\ & \Psi_{s}=\text { विलेय विभव, } \\ & \Psi_{p}=\text { दाब विभव } \end{aligned} $$
14. एक प्याज की परत ली गई और
(a) इसे पाँच मिनट के लिए नमक के विलयन में रखा गया।
(b) इसके बाद इसे आसुत जल में रखा गया।
सूक्ष्मदर्शी के नीचे देखने पर (a) और (b) में क्या प्रेक्षित होगा?
Show Answer
सोचने की प्रक्रिया
प्याज एक संशोधित तना होता है जिसे कंद कहा जाता है। इसकी पत्तियाँ मोटी, गूदेदार, स्केलनुमा हो जाती हैं और भोज्य पदार्थों का भंडारण करती हैं। इनमें उपकला बहुत पतली होती है और जल संबंधी प्रयोगों का अध्ययन करने के लिए एक अच्छी वस्तु है।
उत्तर
(a) जब प्याज की परत को नमक के विलयन में रखा जाता है, तो वह सिकुड़ जाती है क्योंकि कोशिका के कोशिकाद्रव्य से जल बाहर निकल जाता है, अर्थात् यह एक अतिपरासारी विलयन है।
(b) जब इसे फिर से आसुत जल में रखा जाता है, तो कोशिका अपना आकार वापस प्राप्त कर लेती है और जल अवशोषित करके तुर्गिद (जल से भरी हुई) हो जाती है, अर्थात् अतिसान्द्र विलयन।
15. जल संचरण के अपोप्लास्ट तथा सिंप्लास्ट पथों में अंतर बताइए। इनमें से किसके लिए सक्रिय परिवहन की आवश्यकता होगी?
Show Answer
उत्तर
अपोप्लास्ट पथ तथा सिंप्लास्ट पथ के बीच अंतर इस प्रकार है
| अपोप्लास्ट पथ | सिंप्लास्ट पथ |
|---|---|
| यह पादप शरीर के अजीव भागों से बना होता है, | यह पादप शरीर के जीवित भागों से बना होता है, |
| अर्थात् कोशिका भित्तियाँ तथा अंतरकोशिकीय रिक्तियाँ। | अर्थात् प्लाज़्मोडेस्माटा द्वारा संयुक्त प्रोटोप्लास्ट। |
| अपोप्लास्टिक पथ में जल के संचरण में बहुत कम प्रतिरोध होता है। यह एक तेज़ प्रक्रिया है। | सिंप्लास्ट के माध्यम से जल के संचरण में कुछ प्रतिरोध होता है। |
16. अधिकांश जल जड़ के भीतर कैसे गतिशील रहता है?
Show Answer
सोचने की प्रक्रिया
जल तथा खनिजों के अवशोषण की जिम्मेदारी विशेष रूप से जड़ रोमों की होती है जो जड़ रोम क्षेत्र में लाखों की संख्या में उपस्थित होते हैं।
उत्तर
जड़ में अधिकांश जल प्रवाह अपोप्लास्ट पथ के माध्यम से होता है, क्योंकि कॉर्टिकल कोशिकाएँ ढीली-ढाली पैकिंग में होती हैं और इसलिए जल संचरण में कोई प्रतिरोध नहीं देतीं, जो द्रव्य प्रवाह के माध्यम से होता है। जल का यह द्रव्य प्रवाह जल की आसंजी तथा संहति गुणों के कारण होता है।
हालांकि, जड़ के भीतर जल अणुओं की गति में सिम्प्लास्ट पथ भी शामिल होता है (अर्थात्, एंडोडर्मिस के माध्यम से जाइलम तक)।
17. कैस्पेरियन पट्टी का स्थान बताइए और जल गति में इसकी भूमिका की व्याख्या कीजिए।
Show Answer
उत्तर
कैस्पेरियन पट्टी एंडोडर्मिस में पाई जाती है। इस परत की भित्तियाँ सुबेरिन की उपस्थिति के कारण जल के लिए अप्रवेश्य होती हैं। इसलिए यह एंडोडर्मिस के पार जल की गति को नहीं होने देती, बल्कि जल को कोशिका झिल्लियों के माध्यम से सिम्प्लास्ट पथ में प्रवेश करने और जाइलम तक पहुँचने के लिए विवश करती है।
18. गट्टेशन और वाष्पोत्सर्जन के बीच अंतर बताइए।
Show Answer
उत्तर
गट्टेशन और वाष्पोत्सर्जन के बीच अंतर इस प्रकार है
| गुटेशन | वाष्पोत्सर्जन |
|---|---|
| गुटेशन पौधों से द्रव बूंदों का नुकसान है। | यह वाष्प के रूप में पौधे द्वारा जल की हानि है। |
| गुटेटेड जल अकार्बनिक और कार्बनिक दोनों पदार्थों का एक तनु विलयन होता है। | वाष्पोत्सर्जित जल शुद्ध जल होता है। |
| गुटेशन पत्तियों के किनारों और सिरों पर होता है। | वाष्पोत्सर्जन पत्तियों की सामान्य सतह और युवा तने के माध्यम से होता है। |
| अत्यधिक गुटेशन से कोशिका द्रवता की हानि नहीं होती। | अत्यधिक वाष्पोत्सर्जन गंभीर स्थितियों में झुलसा देता है, पौधे के लिए घातक हो सकता है। |
19. वाष्पोत्सर्जन पौधों में एक आवश्यक बुराई है। समझाइए
Show Answer
सोचने की प्रक्रिया
पौधे की पत्तियों की सतह से जल के वाष्प के रूप में जल की हानि को वाष्पोत्सर्जन कहा जाता है।
उत्तर
वाष्पोत्सर्जन एक आवश्यक बुराई
पौधा लगातार अपने शरीर की सतहों से वाष्प के रूप में जल खोता रहता है। यह मिट्टी से जड़ों के माध्यम से अधिक से अधिक जल को अवशोषित करने के लिए एक वाष्पोत्सर्जन खिंचाव (ट्रांसपिरेशन पुल) उत्पन्न करता है।
यदि पौधे को मिट्टी में जल न मिले, तब भी वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से हानि रुकती नहीं, इसलिए पौधा झुलसा दिखता है और कभी-कभी यह शारीरिक झुलसा (अपुनर्प्राप्त) हो जाता है और पौधा मर जाता है। इसलिए, वाष्पोत्सर्जन एक आवश्यक बुराई है।
20. संक्षेप में जल की तीन भौतिक गुणधर्मों का वर्णन कीजिए जो जाइलम में जल के आरोहण में सहायक होते हैं।
Show Answer
सोचने की प्रक्रिया
पानी एक रासायनिक पदार्थ है जिसका रासायनिक सूत्र $H_{2} O$ है। दो हाइड्रोजन परमाणु $O_{2}$ से सहसंयोजी बंधों द्वारा जुड़ते हैं।
उत्तर
ज़ाइलम तक चढ़ने में मदद करने वाले पानी के तीन भौतिक गुण इस प्रकार दिए गए हैं
| संसज्जन गुण | अणुओं के बीच पारस्परिक आकर्षण |
| आसंजन गुण | जल अणुओं का ध्रुवीय सतहों (ट्रैकिड्स की) से आकर्षण |
| पृष्ठ तनाव | जल अणु गैसीय अवस्था की तुलना में द्रव अवस्था में एक-दूसरे से अधिक आकर्षित होते हैं |
21. एक माली गर्मियों के दौरान एक दिन के लिए गमले में लगे पौधे को पानी देना भूल गया, पौधे के साथ क्या होगा? क्या आपको लगता है कि यह उलटने योग्य है? यदि हाँ, तो कैसे?
Show Answer
सोचने की प्रक्रिया
कोई भी जीवित प्राणी (पौधा या जानवर) पानी के बिना जीवित नहीं रह सकता।
उत्तर
यदि माली पौधों को पानी देना भूल जाता है, तो वह मुरझाना शुरू कर देगा (पौधे की एक शारीरिक अवस्था जिसमें पौधे की पत्तियाँ झुक जाती हैं)। समय पर पानी देने पर पौधा ठीक हो सकता है और सामान्य हो सकता है।
लेकिन दूसरी स्थिति में, यदि पानी देने में देरी हो जाती है, तो पौधा ठीक नहीं होगा क्योंकि यदि यह शारीरिक मुरझाने की अवस्था तक पहुँच जाता है, तो यह ठीक नहीं होगा और मर जाएगा।
22. एक प्रकार की आण्विक गति की पहचान कीजिए जो अत्यधिक चयनात्मक है और विशेष झिल्ली प्रोटीनों की आवश्यकता होती है, लेकिन ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती।
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उत्तर
सुविधायुक्त विसरण एक अत्यधिक चयनात्मक निष्क्रिय प्रक्रिया है। सुविधायुक्त विसरण में विशेष प्रोटीन पदार्थों की झिल्ली पार गति में सहायता करते हैं बिना ATP ऊर्जा के व्यय के, क्योंकि सुविधायुक्त विसरण अणुओं की निवेश गति को निम्न से उच्च सांद्रता की ओर करता है और इसके लिए ऊर्जा के इनपुट की आवश्यकता नहीं होती।
23. कथनों को सही कीजिए।
(a) कोशिकाएँ हाइपोटोनिक विलयन में सिकुड़ती हैं और हाइपरटोनिक विलयन में फूलती हैं।
(b) आस्वेदन जल के जीवित कोशिकाओं द्वारा अवशोषित होने पर विसरण का एक विशेष प्रकार है।
(c) जड़ों में अधिकांश जल प्रवाह सिम्प्लास्ट के माध्यम से होता है।
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उत्तर
(a) कोशिका हाइपोटोनिक विलयन में फूलती है और हाइपरटोनिक विलयन में सिकुड़ती है।
(b) आस्वेदन जल के जीवित कोशिकाओं द्वारा अधिशोषित होने पर विसरण का एक विशेष प्रकार है।
(c) जड़ों में अधिकांश जल प्रवाह एपोप्लास्ट मार्ग के माध्यम से होता है।
लघु उत्तरीय प्रश्न
1. जड़ों द्वारा अवशोषित खनिज जाइलम के ऊपर की ओर जाते हैं। वे उन भागों तक कैसे पहुँचते हैं जहाँ उनकी सबसे अधिक आवश्यकता होती है? क्या पौधे के सभी भागों को समान मात्रा में खनिज प्राप्त होते हैं?
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उत्तर
अवशोषित खनिजों को तना ऊपर ले जाया जाता है और वाष्पोत्सर्जन धारा के माध्यम से पौधे के सभी भागों तक पहुँचाया जाता है। खनिज तत्वों के प्रमुख सिंक (गंतव्य) पौधे के बढ़ते हुए क्षेत्र होते हैं, जैसे कि शीर्ष और पार्श्व मेरिस्टेम, युवा पत्तियाँ, विकसित हो रहे फूल, फल, बीज और भंडारण अंग।
खनिज आयनों की उतराई सूक्ष्म शिरा सिरों के माध्यम से विसरण और कोशिकाओं की सक्रिय ग्रहण द्वारा होती है। पौधों में, जाइलम अकार्बनिक पोषक तत्वों के परिवहन में शामिल होता है जबकि फ्लोएम केवल कार्बनिक पदार्थों का परिवहन करता है।
खनिज आयनों को अक्सर पौधे के पुराने भागों जैसे पत्तियों से युवा भागों की ओर पुनः गतिशील बनाया जाता है। सबसे आसानी से गतिशील होने वाले तत्व फॉस्फोरस, सल्फर, नाइट्रोजन, पोटैशियम होते हैं, और कुछ तत्व जो संरचनात्मक घटक बनाते हैं वे पुनः गतिशील नहीं होते, उदाहरण के लिए कैल्शियम।
2. यदि किसी को यह जानना हो कि पौधे में खनिज किस रूप में गतिशील होते हैं, तो निरस (एक्स्यूडेट) के विश्लेषण से कैसे मदद मिलेगी?
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उत्तर
पौधे का निरस (पौधे का रस) कार्बनिक/अकार्बनिक यौगिकों और आयनों, खनिजों, शर्करा और अमीनो अम्लों का मिश्रण होता है। यदि हम इनका रासायनिक विश्लेषण करें तो हम यह जान सकते हैं कि कौन-सा खनिज पोषक तत्व पौधे में किस रूप में परिवहित होता है। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन को $NO_{2}$ और $NO_{3}$ के रूप में अवशोषित और परिवहित किया जाता है और सल्फर सल्फेट आयन के रूप में आदि।
3. शरीर क्रिया विज्ञान के अपने ज्ञान से क्या आप किसी ऐसी विधि के बारे में सोच सकते हैं जिससे वास में रखी कटी हुई पौधों की आयु बढ़ाई जा सके?
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उत्तर
वase में कटे पौधे की जीवन अवधि तुरंत पानी में रखने से बढ़ाई जा सकती है क्योंकि हवा तेजी से जल संवहन ऊतक में प्रवेश कर कोशिकाओं को बंद कर देती है। साथ ही, पोषक तत्वों और तत्वों को विभिन्न सांद्रता में देने से भी पौधों की जीवन अवधि बढ़ सकती है।
एक phytohormone जिसे cytokine कहा जाता है, उसे स्प्रे किया जा सकता है या पौधों को उसके घोल में डुबोया जा सकता है, क्योंकि यह पौधे की senescence को देरी से करता है।
4. क्या एक ही क्षेत्र में उगने वाले पौधों की विभिन्न प्रजातियाँ किसी विशेष समय पर समान transpiration दर दिखाती हैं? अपने उत्तर की पुष्टि कीजिए।
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उत्तर
Transpiration की दर कई कारकों पर निर्भर करती है। यदि दो प्रजातियाँ सम्बन्धित हैं और उनकी आकृति विज्ञान समान है तो केवल बाहरी कारक transpiration की दर निर्धारित करेंगे जैसे पवन वेग, आर्द्रता, तापमान, प्रकाश तीव्रता आदि।
5. जल जीवन के लिए अनिवार्य है। जल की कौन-सी विशेषताएँ इसे पृथ्वी पर सभी जैविक प्रक्रियाओं के लिए उपयोगी बनाती हैं?
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सोचने की प्रक्रिया
जल जीवन के लिए अनिवार्य है। पृथ्वी पर जल के बिना कोई जीवन संभव नहीं है। यह सभी जीवों को आवश्यक कार्यों को करने के लिए आवश्यक है, पौधों में जल इसकी विभिन्न आवश्यक गतिविधियों के प्रकट होने के लिए आवश्यक है।
उत्तर
जल की वे विशेषताएँ जो इसे पृथ्वी पर सभी जैविक प्रक्रियाओं के लिए उपयोगी बनाती हैं
(i) जल प्रमुख विलायक है जिसके माध्यम से खनिज पोषक तत्व मिट्टी के घोल से पौधे में प्रवेश करते हैं।
(ii) यह उदासीन pH वाला एक आदर्श विलायक है।
(iii) जल प्रोटोप्लाज्म का प्रमुख घटक है। यह प्रोटोप्लाज्म का लगभग 90% हिस्सा बनाता है।
(iv) जल पोषक पदार्थों के स्थानांतरण का माध्यम कार्य करता है। खनिज पोषक तत्व जड़ों द्वारा अवशोषित होते हैं। प्रकाश-संश्लेषण के दौरान बनने वाले कार्बोहाइड्रेट जल द्वारा कोशिका से कोशिका, ऊतक से ऊतक और अंग से अंग तक परिवहित होते हैं।
(v) पादपों में जल प्रकाश-संश्लेषण में भाग लेता है, जिसमें हाइड्रोजन परमाणु कार्बोहाइड्रेट में समाहित होता है और ऑक्सीजन परमाणु O₂ के रूप में मुक्त होते हैं।
(vi) जल ताप नियंत्रण का कारक कार्य करता है। जल की विशिष्ट ऊष्मा पादपों को अपेक्षाकृत स्थिर आंतरिक तापमान बनाए रखने में सहायता करती है।
(vii) कुछ पादपों में जल परागण के लिए आवश्यक होता है। जैसे ब्रायोफाइट्स और प्टेरिडोफाइट्स में निषेचन प्रक्रिया के लिए जल अनिवार्य होता है।
6. यह कैसे होता है कि पशु कोशिकाओं में K⁺ का अंतःकोशिकीय स्तर बाह्यकोशिकीय स्तर से अधिक होता है?
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सोचने की प्रक्रिया
संवेदी कोशिकाओं, न्यूरॉन्स और पेशियों की उत्तेजनीयता आयन चैनलों पर निर्भर करती है, जो संकेत परिवर्तनकर्ता हैं जो विभिन्न उत्तेजनाओं के प्रतिसाद में Na⁺, K⁺, Ca²⁺ और Cl⁻ जैसे अकार्बनिक आयनों के प्लाज्मा झिल्ली पार गति के लिए एक नियंत्रित मार्ग प्रदान करते हैं।
उत्तर
आयन चैनल ‘गेटेड’ होते हैं, अर्थात् वे खुले या बंद हो सकते हैं। $\mathrm{Na}^{+}, \mathrm{K}^{+}$, ATPase प्लाज्मा झिल्ली के पार आवेश असंतुलन उत्पन्न करता है क्योंकि यह हर $2 \mathrm{~K}^{+}$आयन को कोशिका के अंदर ले जाने के बदले $3 \mathrm{Na}^{+}$को बाहर ले जाता है, जिससे कोशिका का अंदरूनी भाग बाहर की तुलना में ऋणात्मक हो जाता है।
झिल्ली को ध्रुवित कहा जाता है। यही कारण है कि जानवरों की कोशिकाओं में $\mathrm{K}^{+}$का अंतःकोशिका स्तर बाह्यकोशिका स्तर से अधिक होता है।
7. चुकंदर के टुकड़े ठंडे पानी में रंग नहीं छोड़ते पर गर्म पानी में छोड़ते हैं। समझाइए।
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उत्तर
चुकंदर के टुकड़े ठंडे पानी में रंग नहीं छोड़ते पर गर्म पानी में छोड़ते हैं क्योंकि चुकंदर का रंजक गर्म पानी में आसानी से घुलकर विसरित हो जाता है; गर्म तापमान प्लाज्मा झिल्ली को लीक होने में मदद करता है और चुकंदर के रंजक को बाहर निकालता है।
8. एक गिर्दled पौधे में, जब पानी गिर्दle के ऊपर की पत्तियों को दिया जाता है, तो पत्तियाँ कुछ समय तक हरी रह सकती हैं फिर मुरझाती हैं और अंततः मर जाती हैं। यह क्या दर्शाता है?
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उत्तर
एक गिर्डल किए गए पौधे में, जब गिर्डल के ऊपर के पत्तों को पानी दिया जाता है, तो पत्तियाँ कुछ समय तक हरी रह सकती हैं क्योंकि पत्तियाँ प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से अपना कार्बोहाइड्रेट भोजन स्वयं संश्लेषित कर सकती हैं, फिर पानी की अनुपलब्धता के कारण मुरझा जाती हैं।
जड़ से पत्ती की नस तक जाइलम नालिकाओं की प्रणाली आवश्यक पानी की आपूर्ति कर सकती है, गिर्डलिंग के दौरान जाइलम नालिकाओं की संभावित हानि होती है और जल आपूर्ति बंद हो जाती है, जिससे पौधे की मृत्यु हो जाती है।
9. एक पौधे की खनिज आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विभिन्न प्रकार के परिवहन तंत्रों की आवश्यकता होती है। वे केवल विसरण द्वारा क्यों पूरी नहीं होती हैं?
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उत्तर
विभिन्न प्रकार के आयन, खनिज और कार्बनिक यौगिक पौधों में विभिन्न तरीकों से परिवहित होते हैं, उदाहरण के लिए
(i) पत्तियों में संश्लेषित भोजन पदार्थों को नीचे की ओर जड़ और तने की ओर स्थानांतरित किया जाता है।
(ii) इसी प्रकार भोजन को विकसित हो रही पत्तियों, कलियों और फलों की ओर ऊपर की ओर स्थानांतरित किया जाता है।
(iii) भोजन का त्रिज्यीय परिवहन तने में पिथ की कोशिकाओं, कोर्टेक्स आदि से बाह्यत्वचा की ओर होता है।
(iv) आयन और खनिज जाइलम के माध्यम से ऊपर की ओर परिवहित होते हैं।
चूँकि विसरण एक धीमा प्रक्रिया है और यह अणुओं को केवल छोटी दूरियों तक ही गति प्रदान करता है, इसलिए यह उपरोक्त कार्बनिक तथा अकार्बनिक पदार्थों की गतियों को पूर्ण रूप से और अकेले सम्पन्न नहीं कर सकता। इसलिए विशेष दीर्घ-दूरी परिवहन तंत्रों की आवश्यकता उत्पन्न होती है जो पदार्थों को अधिक तीव्र दर से गति प्रदान करें, अर्थात् संवहन ऊतकों के माध्यम से द्रव्यमान या थोक प्रवाह प्रणाली (स्थानांतरण)।
10. सीमित जल आपूर्ति के अंतर्गत पौधों को कैसे उगाया जा सकता है जिससे उपापचयी क्रियाएँ प्रभावित न हों?
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उत्तर
सीमित जल आपूर्ति की स्थितियों में पौधे वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से जल की हानि को रोकने हेतु रंध्रों को बंद कर देते हैं। परन्तु वे महत्वपूर्ण जीवन प्रक्रियाओं जैसे प्रकाश संश्लेषण, श्वसन और भोजन के परिवहन आदि को संचालित करते रहते हैं।
11. क्या जल अणुओं के संसक्ति (cohesion) और आसंजन (adhesion) के बिना रसारोह संभव है? व्याख्या कीजिए।
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उत्तर
नहीं, जल की संसक्तिशील तथा आसंजनशील विशेषताओं के बिना रसारोह संभव नहीं है क्योंकि वे जल के परिवहन में निम्न कारणों से महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं:
(i) संसक्ति बल जल अणुओं को संवहन नलिकाओं में एक साथ बाँधे रखते हैं, जिससे निर्वात नहीं बनता।
(ii) जल अणुओं और कोशिका भित्ति की सेल्यूलोज़ के बीच आसंजन बल नलिकाओं के साथ-साथ एक पतली जल परत बनाते हैं, जिससे यह परत वाष्पोत्सर्जन खिंचाव द्वारा ऊपर खींची जाती है और संवहन नलिकाओं में जड़ से अधिकाधिक जल ऊपर की ओर खींचा जाता है।
12. कुछ ताज़ा कटे हुए फूलों को खाद्य रंग के घोल में रखें। कुछ समय तक प्रतीक्षा करें जब तक रंग फूल में ऊपर न चढ़ जाए, जब फूल की तना को रोशनी में ऊपर रखा जाता है, तो अंदर रंगी हुई धारियाँ दिखाई देती हैं। क्या यह प्रयोग दर्शा सकता है कि तने में ऊपर पानी कौन-सा ऊतक ले जाता है?
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उत्तर
हाँ, यह दर्शाता है कि ज़ाइलम ऊतक पानी को ऊपर ले जाता है।
13. जब एक ताज़ा इकट्ठा की गई स्पाइरोजायरा तंतु को $10 %$ पोटैशियम नाइट्रेट घोल में रखा जाता है, तो यह देखा जाता है कि प्रोटोप्लाज़्म आकार में सिकुड़ जाता है
(क) इस घटना को क्या कहा जाता है?
(ख) यदि तंतु को पुनः आसुत जल में रखा जाए तो क्या होगा?
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उत्तर
(क) इस घटना को प्लाज़्मोलिसिस कहा जाता है, जो स्पाइरोजायरा तंतु में तब होती है जब उसे $10 %$ पोटैशियम नाइट्रेट घोल (अतिआसमोटिक घोल) में रखा जाता है। यह इसलिए होता है क्योंकि कोशिका से पानी बाहर निकलकर बाह्य द्रव में चला जाता है जिससे प्रोटोप्लाज़्म कोशिका भित्ति से अलग होकर सिकुड़ जाता है।
(ख) जब स्पाइरोजायरा फिर से पानी को अवशोषित करती है, तो प्रोटोप्लाज़्म फिर से फूलकर अपने मूल आकार में आ जाएगा। इस घटना को डिप्लाज़्मोलिसिस कहा जाता है।
14. बर्फ़ जैसे ठंडे पानी में चीनी के क्रिस्टल आसानी से घुलते नहीं हैं। समझाइए।
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उत्तर
सामान्य कमरे के तापमान पर शुद्ध पानी में प्रचुर मात्रा में मुक्त ऊर्जा होती है। इसे जल विभव कहा जाता है। जब पानी का तापमान नीचे चला जाता है, तो मुक्त ऊर्जा घट जाती है, इसलिए चीनी आसानी से घुलती नहीं है, अर्थात् ठंडे पानी में।
15. टेनिस लॉन में खरपतवारों को मारने के लिए नमक डाला जाता है। टेनिस लॉन में नमक डालने से घास को बिना प्रभावित किए खरपतवार कैसे मर जाते हैं?
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उत्तर
नमक का घोल अतिसंवेदनशील होता है, यह पौधों में बाह्य-परासरण (exo-osmosis) उत्पन्न करता है। 1 कप नमक को 2 कप पानी में अच्छी तरह घोलकर खरपतवारों पर छिड़का जाता है, तो वे मरने लगते हैं। यदि खरपतवार अब भी मैदान में जीवित रहते हैं, तो बाद के छिड़कावों में नमक की सांद्रता बढ़ाई जाती है।
16. जाइलम और फ्लोएम के रस की रासायनिक संरचना क्या होती है?
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उत्तर
जाइलम रस मुख्यतः पानी और कुछ विलेय या खनिज पोषक तत्वों से बना होता है।
फ्लोएम रस मुख्यतः सुक्रोज़ से बना होता है, जो एक प्रकार की परिवहन शर्करा है जो एक डाइसैकराइड है; पौधों के फ्लोएम रस में हार्मोन और अमीनो अम्ल भी पाए जाते हैं।
17. यदि आपको दो नलिकाएँ ( $A$ और $B$ ) दी गई हैं, जिनमें एक संकीर्ण है और दूसरी अपेक्षाकृत चौड़ी है, और दोनों को एक बीकर में रखे पानी में डुबोया गया है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।
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उत्तर
नलिका $B$ में नलिका $A$ की तुलना में जल स्तर अधिक दिखाई देगा, क्योंकि केशिका क्रिया (capillary action) के कारण ऐसा होता है।
18. ‘ऐक्वापोरिन’ क्या होते हैं? ऐक्वापोरिन की उपस्थिति परासरण को कैसे प्रभावित करती है?
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सोचने की प्रक्रिया
पीटर एग्रे को एक्वापोरिन्स की खोज के लिए रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार (2003) से सम्मानित किया गया।
उत्तर
एक्वापोरिन्स एकीकृत झिल्ली प्रोटीन होते हैं। ये झिल्ली में छिद्र या चैनल बनाते हैं। इन छिद्रों के माध्यम से पानी कोशिका के अंदर विसरण की प्रक्रिया की तुलना में अधिक तेजी से प्रवाहित हो सकता है।
ये कोशिकाओं की प्लंबिंग प्रणाली होती हैं। ये चयनात्मक रूप से कोशिकाओं में और बाहर पानी का संचालन करते हैं, जबकि आयनों और अन्य विलेयों के पारगमन को रोकते हैं।
19. ABA (एब्सिसिक अम्ल) को तनाव हार्मोन कहा जाता है।
A. यह हार्मोन तनाव की स्थितियों को कैसे दूर करता है?
B. यह हार्मोन पत्तियों में कहाँ से निकलता है?
Show Answer
उत्तर
A. तनाव हार्मोन ABA (एब्सिसिक अम्ल) पौधे को पानी की उपलब्धता की कमी होने पर स्टोमेटा को बंद होने का संकेत देता है। यह पत्तियों के माध्यम से ट्रांसपिरेशन द्वारा पानी की हानि को रोकता है। यह पौधों की विभिन्न प्रकार के तनावों को सहन करने की क्षमता को भी बढ़ाता है।
B. यह (ABA) तना शीर्षों से पत्तियों तक निकलता या परिवहित होता है।
20. हम जानते हैं कि पौधों को अधिक पानी से नुकसान होता है। लेकिन पौधे बाढ़ की स्थिति में जीवित रहते हैं। वे अतिरिक्त पानी का प्रबंधन कैसे कर पाते हैं?
Show Answer
उत्तर
पौधे अतिरिक्त पानी से ट्रांसपिरेशन दर को बढ़ाकर छुटकारा पा सकते हैं लेकिन एक निश्चित सीमा तक। जड़ों के लिए लंबे समय तक जलभरित स्थितियाँ पौधे की मृत्यु का कारण बन सकती हैं (क्योंकि वे श्वसन नहीं कर सकते)।
21. पादपों में विसरण (diffusion) और स्थानांतरण (translocation) के बीच अंतर बताइए।
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उत्तर
पादपों में विसरण और स्थानांतरण के बीच अंतर इस प्रकार है
| विसरण | स्थानांतरण |
|---|---|
| यह उच्च सांद्रता से निम्न सांद्रता की ओर विलेय का संचलन है। | यह कार्बनिक यौगिकों का एक स्थान से दूसरे स्थान तक संचलन है। |
| इसमें ऊर्जा की खपत नहीं होती। | दूसरे स्थान तक। |
22. सुविधायुक्त विसरण (facilitated diffusion) सामान्य विसरण से किस प्रकार भिन्न है?
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उत्तर
सुविधायुक्त विसरण और सामान्य विसरण के बीच अंतर इस प्रकार है
| विसरण | सुविधायुक्त विसरण |
|---|---|
| विसरण में अणु यादृच्छिक रूप से गतिशील होते हैं, जिसका कुल परिणाम यह होता है कि पदार्थ उच्च सांद्रता वाले क्षेत्रों से निम्न सांद्रता वाले क्षेत्रों की ओर जाते हैं। | किसी प्रोटीन द्वारा सुविधायुक्त, सांद्रता ग्रेडिएंट के विपरीत दिशा में होने वाला विसरण सुविधायुक्त विसरण कहलाता है, जिसमें ATP ऊर्जा की खपत नहीं होती। |
| विसरण एक धीमा प्रक्रम है और यह ‘जीवित प्रणाली’ पर आश्रित नहीं है। इसमें ऊर्जा की कोई खपत नहीं होती। | प्लास्टिड्स, माइटोकॉन्ड्रिया और कुछ जीवाणुओं की बाहरी झिल्लियों में बड़े छिद्र बनाने वाले पोरिन प्रोटीन छोटे प्रोटीन के आकार तक के अणुओं को पार जाने देते हैं। |
23. फ्लोएम में परिवहन के लिए द्रव्य प्रवाह परिकल्पना (mass flow hypothesis) की व्याख्या कीजिए।
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उत्तर
द्रव्य प्रवाह परिकल्पना को सर्वप्रथम अर्न्स्ट मुंच (1930) ने प्रस्तुत किया। यह वाष्पसार ऊतक में विलयन या शर्कराओं, अर्थात् सुक्रोज के परिवहन की व्याख्या करती है।
इसमें निम्नलिखित तीन चरण सम्मिलित होते हैं
(a) वाष्पसार भारण
(b) विलयनों का संचलन
(c) वाष्पसार अवभारण
भारण छिद्र नलिकाओं का पत्तियों में होता है। प्रकाशसंश्लेषी कोशिकाएँ शर्कराएँ, विशेषतः सुक्रोज और अन्य कार्बनिक विलयन बनाती हैं।
सहायक कोशिकाएँ ऊर्जा का उपयोग कर सक्रिय परिवहन द्वारा विलयनों को संग्रहित करती हैं। जैसे-जैसे सहायक कोशिकाओं में विलयन सांद्रता बढ़ती है, जल परासरण द्वारा अंदर प्रवेश करता है।
एक दाब उत्पन्न होता है, जो विलयनों को प्लाज़्मोडेस्मा के माध्यम से छिद्र नलिकाओं में धकेलता है। यह एक सक्रिय प्रक्रिया है।
संचलन सुक्रोज का वाष्पसार स्तंभ के माध्यम से होता है। छिद्र नलिकाओं के भीतर हाइड्रोस्टेटिक दबाव वृद्धि स्रोत पर सर्वाधिक और सिंक पर न्यूनतम होती है, जो सुक्रोज आदि को स्रोत से सिंक तक धकेलती है।
अवभारण छिद्र नलिकाओं का सिंक स्थलों पर होता है।
इसके परिणामस्वरूप शर्कराओं का सक्रिय परिवहन वाष्पसार से बाहर होता है और उन्हें जटिल शर्कराओं में रूपांतरित किया जाता है। वाष्पसार से विलयनों की हानि उच्च जल विभव उत्पन्न करती है, और जल वाष्पसार से बाहर निकल कर जाइलम में वापस चला जाता है।
सिंक वे क्षेत्र हैं जहाँ विलयन अर्थात् शर्कराएँ या आहार उपयोग में लिए जा रहे होते हैं, उदाहरणतः जड़ें, फल, संचय अंग और वृद्धि के क्षेत्र।
24. आरेख को देखें और निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें।
(a) क्या ये गार्ड कोशिकाएँ मोनोकोट्स में पाई जाती हैं या डाइकोट्स में?
(b) इनमें से किसमें अधिक जल सामग्री है (i) या (ii)?
(c) कौन-सा तत्व स्टोमेटा के खुलने और बंद होने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है?
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उत्तर
(a) गार्ड कोशिकाएँ बीन के आकार की होती हैं जो डाइकोट पौधों में पाई जाती हैं।
(b) चित्र (i) में गार्ड कोशिकाएँ तुर्गिद हैं, क्योंकि वे कोशिका की भीतरी दीवार को बाहर की ओर खींचती हैं, इसलिए इनमें अधिक जल है। (ii) की कोशिकाएँ फ्लैसिड हैं, यह स्थिति तब उत्पन्न होती है जब कोशिकाएँ जल खो देती हैं और स्टोमेटल छिद्र बंद हो जाता है।
(c) जब $\mathrm{K}^{+}$ आयन पड़ोसी कोशिकाओं से गार्ड कोशिकाओं में जाते हैं, तो उनकी जल विभव घट जाती है, परिणामस्वरूप जल अंदर आता है और वे तुर्गिद हो जाती हैं, जिससे स्टोमेटा खुल जाते हैं।
25. यूनिपोर्ट, सिम्पोर्ट और एंटीपोर्ट को परिभाषित कीजिए। क्या इन्हें ऊर्जा की आवश्यकता होती है?
Show Answer
उत्तर
जैविक झिल्लियों में पदार्थों की आवाजाही के लिए कई तंत्र होते हैं। कुछ सक्रिय होते हैं और कुछ निष्क्रिय। विशिष्ट झिल्ली प्रोटीन भी विशेष प्रकार के परिवहन तंत्रों में शामिल होते हैं।
यूनिपोर्ट यह एक झिल्ली परिवहन प्रणाली है जो एक एकीकृत झिल्ली प्रोटीन द्वारा सुगमित विसरण में शामिल होती है। ये चैनल किसी उत्तेजना के प्रतिक्रिया में खुल जाते हैं ताकि विशिष्ट अणुओं की विशिष्ट दिशा में स्वतंत्र प्रवाह हो सके। ये विलयन ग्रेडिएंट के साथ अणुओं का परिवहन ऊर्जा खर्च किए बिना करते हैं।
सिम्पोर्ट इसमें दो या अधिक विभिन्न अणुओं या आयनों की झिल्ली के पार समान दिशा में गति शामिल होती है, बिना कोई ऊर्जा खर्च किए।
एंटीपोर्ट जिसे एक्सचेंजर भी कहा जाता है। यह एकीकृत झिल्ली प्रोटीन द्वितीयक सक्रिय परिवहन में शामिल होता है जिसमें दो या अधिक विभिन्न अणु या आयन झिल्ली के पार विपरीत दिशाओं में जाते हैं, बिना अन्य अणुओं के परिवहन को प्रभावित किए।
दीर्घ उत्तर प्रकार के प्रश्न
1. खनिज मिट्टी में पर्याप्त मात्रा में उपस्थित होते हैं। क्या पौधों को जाइलम तक पहुंचने वाले विलयनों के प्रकार को समायोजित करने की आवश्यकता होती है? इस समायोजन में कौन से अणु सहायता करते हैं? पौधे जाइलम तक पहुंचने वाले विलयनों के प्रकार और मात्रा को कैसे नियंत्रित करते हैं?
Show Answer
उत्तर
हाँ, पौधों को जाइलम तक पहुँचने वाले विलेयों के प्रकार और मात्रा को समायोजित करना पड़ता है। एंडोडर्मल कोशिकाओं के परिवहन प्रोटीन विलेयों की गति को बनाए रखने और समायोजित करने में मदद करते हैं। चूँकि खनिज मिट्टी में आवेशित कणों के रूप में होते हैं और उनकी सांद्रता जड़ों की तुलना में बहुत कम होती है, इसलिए वे सभी पूरी तरह से निष्क्रिय रूप से रोम जड़ों की कोशिका झिल्लियों पार नहीं हो सकते।
इस प्रकार, खनिज जाइलम तक सक्रिय तथा निष्क्रिय दोनों प्रक्रियाओं द्वारा परिवहित होते हैं। जाइलम पहुँचने पर उन्हें आगे, अर्थात् ऊपर की ओर सिंकों तक, वाष्पोत्सर्जन धारा द्वारा परिवहित किया जाता है। सिंक क्षेत्रों में खनिज आयनों को विसरण तथा ग्राही कोशिकाओं द्वारा सक्रिय ग्रहण के माध्यम से उतारा जाता है।
कुछ खनिज आयन जो जाइलम से बार-बार गुजरते हैं वे हैं
(i) नाइट्रोजन पौधों में अकार्बनिक आयनों $NO_{2}$ और $NO_{3}$ के रूप में यात्रा करता है, परन्तु अधिकांश नाइट्रोजन अमीनो अम्लों तथा सम्बद्ध कार्बनिक यौगिकों के रूप में गति करता है।
(ii) सल्फर और फॉस्फोरस—इन दो पोषक तत्वों की थोड़ी मात्रा कार्बनिक रूपों में ले जाई जाती है।
(iii) खनिज आयन बार-बार पुनःगतिशील होते हैं, विशेषकर पुराने, वृद्ध होते भागों से। पुराने, मरते पत्ते अपने खनिज पदार्थों का अधिकांश भाग युवा पत्तों को भेज देते हैं। इसी प्रकार, पतझड़ से पहले पतझड़ी पौधों में खनिज अन्य भागों में हटा लिए जाते हैं।
सबसे आसानी से गतिशील होने वाले तत्व फॉस्फोरस, सल्फर, नाइट्रोजन और पोटैशियम हैं। कुछ तत्व जो संरचनात्मक घटक होते हैं, जैसे कैल्शियम, पुनःगतिशील नहीं होते।
२. पौधों में अस्थायी और स्थायी झुलसन (wilting) देखा जाता है। दोनों के बीच अंतर बताइए। क्या इनमें से कोई मिट्टी की जल स्थिति को दर्शाता है?
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उत्तर
झुलसन (wilting) का अर्थ है पत्तियों और पौधे के अन्य नरम वायवीय भागों में कठोरता (turgidity) की हानि, जिससे लकड़ी रहित पौधों में लटकन, मोड़ना और लपेटना होता है। यह तब होता है जब जल की हानि की दर जल के अवशोषण की दर से अधिक हो।
| अस्थायी झुलसन | स्थायी झुलसन |
|---|---|
| विशेषतः दोपहर के समय कठोरता की हानि के कारण युवा पत्तियों और प्ररोहों का अस्थायी लटकना। | पत्तियों और पौधे के अन्य भागों में कठोरता की स्थायी हानि की अवस्था। |
| जब वाष्पोत्सर्जन की दर जल अवशोषण से अधिक होती है क्योंकि जड़ें सिकुड़ जाती हैं। | वाष्पोत्सर्जन की दर अवशोषण की दर से अधिक होती है परंतु अंतर महत्वपूर्ण स्तर से नीचे होता है। |
| जैसे ही जड़ों के आसपास की मिट्टी में जल की पुनःपूर्ति होती है झुलसन ठीक हो जाता है। | झुलसन ठीक नहीं होता क्योंकि कोशिकाएं प्रचुर जल और वातावरण की उपस्थिति में भी अपनी कठोरता वापस नहीं पातीं। |
| पौधा अपनी सामान्य वृद्धि वापस प्राप्त कर लेता है। | पौधा अंततः मर जाता है। |
३. इनमें से कौन-सा अर्धपारगम्य झिल्ली (SP) है और कौन-सा वरणशील पारगम्य (SL) है?
(a) पशु मूत्राशय
(b) प्लाज्मालेमा
(c) टोनोप्लास्ट
(d) पर्चमेंट झिल्ली
(e) अंडा झिल्ली
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उत्तर
पशु मूत्राशय अर्धपारगम्य टोनोप्लास्ट वरणशील पारगम्य अंडा झिल्ली अर्धपारगम्य
प्लाज्मालेमा वरणशील पारगम्य
पर्चमेंट झिल्ली अर्धपारगम्य
4. हलोफाइट्स में कोशिकीय दाब वायुमंडलीय दाब से कहीं अधिक हो सकता है। समझाइए कि ऐसा कैसे हो सकता है?
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विचार प्रक्रिया
हलोफाइट्स को लवण सहनशील पौधों के रूप में परिभाषित किया गया है जिनमें कोशिकीय, जैव रासायनिक, शारीरिक और शारीरिक संरचनात्मक तंत्र होते हैं जो उन्हें उच्च लवणता की स्थितियों में जीवित रहने की अनुमति देते हैं।
उत्तर
हलोफाइट्स की एपिडर्मल ऊतक में लवण स्रावी ग्रंथियाँ होती हैं। ये उनके आंतरिक ऊतक से अतिरिक्त लवणों को हटाकर उनकी ऑस्मोलारिटी और उन पर वायुमंडलीय दाब को बनाए रखने में मदद करती हैं।
5. एक प्रयोग में आलू के पौधों को दी गई कार्बन डाइऑक्साइड में रेडियो लेबल कार्बन अंततः ट्यूबर में देखा गया। लेबल कार्बन डाइऑक्साइड की गति का पता लगाइए।
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उत्तर
यदि आलू के पौधों को प्रकाश संश्लेषण करते समय रेडियो लेबल कार्बन $\mathrm{C}^{14}$ वाली कार्बन डाइऑक्साइड दी जाती है, तो $\mathrm{C}^{14} O_{2}$ स्थिर होकर प्रकाश संश्लेषण की रेडियोधर्मी उत्पादक अवस्थाओं, अर्थात् ग्लूकोज $C_{6}^{14} H_{12} O_{6}$ का निर्माण करेगी।
यह रेडियोधर्मी ग्लूकोज सुक्रोज़ में रूपांतरित हो जाती है जो पिछले शर्करा अणु से $\mathrm{C}^{14}$ के स्थानांतरण के कारण फिर से रेडियोधर्मी होगी। ये सुक्रोज़ अणु फिर फ्लोएम में प्रवेश करते हैं और पौधे के अन्य भागों में स्थानांतरित होते हैं।
ऑटोरेडियोग्राफी तकनीक रेडियोधर्मी कार्बन (जो शर्करा में उपस्थित होता है) का पता लगाती है और पौधे में घटकों और उनकी गति का अनुसरण करती है, अर्थात् पर्ण (स्रोत) से विभिन्न भागों (सिंक) तक फ्लोएम की सीव नलिकाओं के माध्यम से।
6. जल अणु अत्यधिक ध्रुवीय होता है। अणु का ध्रुवीय सिरा दूसरे जल अणु पर विपरीत आवेश को आकर्षित करता है (चुंबक की तरह कार्य करता है)। आप जल की इस विशेषता को जल के ऊपर की ओर आंदोलन के संदर्भ में कैसे समझाएँगे? जल में अंतर-अणु हाइड्रोजन बंधन को देखते हुए जल के ऊपर की ओर आंदोलन पर टिप्पणी कीजिए।
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उत्तर
ध्रुवीय सतहों की ओर जल अणुओं का आकर्षण जल के आसंजी गुणों को दर्शाता है। इसके अतिरिक्त, संसंजी गुणों में जल अणुओं के बीच आकर्षण सम्मिलित होता है। ये दोनों संसंजी और आसंजी गुण जल के ऊपर की ओर आंदोलन में सहयोग करते हैं और सहायता करते हैं।
| (i) | उच्च तनन सामर्थ्य | खिंचाव बल, अर्थात् गुरुत्वाकर्षण बल का विरोध करने की क्षमता। |
| (ii) | उच्च केशिकता | पतली नलिकाओं या स्तंभों में ऊपर उठने की क्षमता, अर्थात् ट्रैकिड और नलिकाओं की। |
जल में अंतर-अणु हाइड्रोजन बंधन सुनिश्चित करता है कि तरल अवस्था में अधिक जल अणु एक-दूसरे से आकर्षित होते हैं गैसीय अवस्था की तुलना में। यह पृष्ठ तनाव में योगदान देता है जो जाइलम स्तंभ में उच्च केशिकता का कारण बनता है।
7. प्रायोगिक व्यवस्था पर टिप्पणी कीजिए।
(a) यह सेटअप क्या प्रदर्शित करता है?
(b) यदि इस सेटअप के पास एक ब्लोअर रखा जाए तो पानी का स्तर क्या होगा?
(c) क्या पारे का स्तर ऊपर-नीचे होगा यदि पत्तियों पर फेनिल मरक्यूरिक एसीटेट स्प्रे किया जाए?
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सोचने की प्रक्रिया
पौधे की सतह से लगातार पानी के रूप में नमी का नुकसान होता रहता है। पौधे द्वारा अवशोषित अधिकांश पानी इसी रूप में वातावरण में खो जाता है। इसे वाष्पोत्सर्जन कहा जाता है। यह पौधों के लिए एक आवश्यक बुराई है।
उत्तर
(a) यह सेटअप वाष्पोत्सर्जी खिंचाव को प्रदर्शित करता है।
(b) लगातार हवा चलने से वाष्पोत्सर्जन की दर बढ़ेगी, इसलिए पानी का स्तर नीचे चला जाएगा।
(c) यदि पत्तियों पर फेनिल मरक्यूरिक एसीटेट स्प्रे किया जाए तो पारे का स्तर नीचे चला जाएगा।
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