अध्याय 15 पौधों की वृद्धि एवं विकास अभ्यास

उत्तर

(क) वृद्धि

यह एक अनुत्क्रमणीय और स्थायी प्रक्रिया है, जिसमें किसी अंग या अंग के भागों या यहाँ तक कि एकल कोशिका के आकार में वृद्धि होती है।

(ख) विभाजन

यह एक प्रक्रिया है जिसमें शीर्ष मेरिस्टेम (मूल और प्ररोह शीर्ष) और कैम्बियम से प्राप्त कोशिकाएँ कोशिका भित्ति और प्रोटोप्लाज्म में संरचनात्मक परिवर्तनों से गुजरती हैं, विशिष्ट कार्य करने के लिए परिपक्व हो जाती हैं।

(ग) विकास

इससे तात्पर्य जीव के जीवन चक्र के दौरान होने वाले विभिन्न परिवर्तनों से है – बीज के अंकुरण से लेकर वृद्धावस्था तक।

(घ) विभाजन-विलोप

यह वह प्रक्रिया है जिसमें स्थायी पादप कोशिकाएँ कुछ विशेष परिस्थितियों में विभाजित होने की क्षमता पुनः प्राप्त कर लेती हैं।

(ङ) पुनः-विभाजन

यह वह प्रक्रिया है जिसमें विभाजन-विलोपित कोशिकाएँ पुनः परिपक्व हो जाती हैं और विभाजित होने की क्षमता खो देती हैं।

(च) निर्धारित वृद्धि

इससे तात्पर्य सीमित वृद्धि से है। उदाहरण के लिए, जानवर और पादप पत्तियाँ परिपक्वता प्राप्त करने के बाद वृद्धि बंद कर देते हैं।

(छ) मेरिस्टेम

पादपों में वृद्धि विशेष क्षेत्रों तक सीमित होती है जहाँ सक्रिय कोशिका विभाजन होते हैं। ऐसे क्षेत्र को मेरिस्टेम कहा जाता है। मेरिस्टेम तीन प्रकार के होते हैं – शीर्ष मेरिस्टेम, पार्श्व मेरिस्टेम और अंतःस्थ मेरिस्टेम।

(ज) वृद्धि दर

इसे इकाई समय में पादपों में हुई वृद्धि के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

उत्तर

पौधों में, जब प्रोटोप्लाज्म की मात्रा बढ़ती है तो वृद्धि हुई मानी जाती है। प्रोटोप्लाज्म की वृद्धि को मापने में कई मापदंड शामिल होते हैं जैसे ताजा ऊतक नमूने का वजन, सूखे ऊतक नमूने का वजन, लंबाई, क्षेत्रफल, आयतन और कोशिका संख्या में अंतर जो वृद्धि अवधि के दौरान मापे जाते हैं। केवल एक मापदंड का उपयोग करके पौधे की वृद्धि को मापना पर्याप्त जानकारी नहीं देता और इसलिए वृद्धि को दर्शाने के लिए अपर्याप्त है।

उत्तर

(a) अंकगणितीय वृद्धि

अंकगणितीय वृद्धि में, एक पुत्री कोशिका विभाजन करती रहती है, जबकि दूसरी परिपक्वता में विभेदित हो जाती है। जड़ों का निरंतर दर से लंबा होना अंकगणितीय वृद्धि का उदाहरण है।

(b) ज्यामितीय वृद्धि

ज्यामितीय वृद्धि की विशेषता प्रारंभिक चरणों में धीमी वृद्धि और बाद के चरणों में तेज वृद्धि होती है। माइटोसिस से प्राप्त पुत्री कोशिकाएँ विभाजन की क्षमता बनाए रखती हैं, लेकिन सीमित पोषक तत्व आपूर्ति के कारण धीमी पड़ जाती हैं।

(c) सिग्मॉइड वृद्धि वक्र

प्राकृतिक वातावरण में जीवित जीवों की वृद्धि एक S-आकार की वक्र से विशेषता होती है जिसे सिग्मॉइड वृद्धि वक्र कहा जाता है। इस वक्र को तीन चरणों में विभाजित किया गया है: लैग चरण, लॉग चरण या घातीय चरण जिसमें तीव्र वृद्धि होती है, और स्थिर चरण।

घातीय वृद्धि को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

$ W_1=W_0 e^{rt} $

जहाँ,

$W_1=$ अंतिम आकार

$W_0=$ प्रारंभिक आकार

$r=$ वृद्धि दर

$t=$ वृद्धि का समय

$e=$ प्राकृतिक लघुगणक का आधार

(d) निरपेक्ष और सापेक्ष वृद्धि दरें

निरपेक्ष वृद्धि दर से तात्पर्य प्रति इकाई समय कुल वृद्धि की माप और तुलना से है।
सापेक्ष वृद्धि दर से तात्पर्य किसी विशिष्ट प्रणाली की प्रति इकाई समय वृद्धि है, जिसे एक सामान्य आधार पर व्यक्त किया जाता है।

उत्तर

पादप वृद्धि नियामक वे रासायनिक अणु होते हैं जो पादपों द्वारा स्रावित होते हैं और पादप के शारीरिक गुणों को प्रभावित करते हैं। पाँच मुख्य पादप वृद्धि नियामक हैं। ये हैं:

(i) ऑक्सिन्स

(ii) जिबरेलिक अम्ल

(iii) साइटोकाइनिन्स

(iv) एथिलीन

(v) ऐब्सिसिक अम्ल

(i) ऑक्सिन्स

खोज:

ऑक्सिनों के प्रभावों के बारे में पहले प्रेक्षण चार्ल्स डार्विन और फ्रांसिस डार्विन ने किए थे, जिन्होंने देखा कि कैनरी घास के कोलियोप्टाइल एकतरफा प्रकाश स्रोत की ओर झुक रहे हैं।

एक श्रृंखला प्रयोगों के बाद यह निष्कर्ष निकाला गया कि कोलियोप्टाइल के सिरे पर उत्पन्न होने वाला कोई पदार्थ इस झुकाव के लिए उत्तरदायी है। अंततः, यह पदार्थ ओट के अंकुरों के कोलियोप्टाइल सिरों से ऑक्सिन के रूप में निकाला गया।

शारीरिक कार्य:

1. वे पौधे की कोशिका-वृद्धि को नियंत्रित करते हैं।

2. वे शीर्ष प्रभुत्व की घटना उत्पन्न करते हैं।

3. वे वैस्कुलर कैम्बियम में विभाजन और जाइलम विभेदन को नियंत्रित करते हैं।

4. वे पार्थेनोकार्पी प्रेरित करते हैं और पत्तियों व फलों के पतन को रोकते हैं।

बागवानी अनुप्रयोग:

1. इनका उपयोग तना कटिंग में जड़ उत्पन्न करने वाले हार्मोन के रूप में किया जाता है।

2. 2-4 D एक खरपतवारनाशी के रूप में प्रयोग किया जाता है जो चौड़ी पत्ती वाले, द्विबीजपत्री खरपतवारों को मारता है।

3. वे टमाटर में पार्थेनोकार्पी प्रेरित करते हैं।

4. वे अनन्नास और लीची में पुष्पन को बढ़ावा देते हैं।

(ii) जिबरेलिक अम्ल

खोज:

बकाने या “मूर्ख चावल का अंकुर” रोग को पहली बार जापानी किसानों ने देखा था। इस रोग में, चावल के अंकुर प्राकृतिक पौधों की तुलना में अधिक लंबे दिखाई देते हैं, और पतले व हल्के हरे रंग के हो जाते हैं। बाद में, कई प्रयोगों के बाद यह पाया गया कि यह स्थिति गिबरेला फुजिकुरोई नामक कवक के संक्रमण के कारण होती है। सक्रिय पदार्थ को अलग किया गया और जिबरेलिक अम्ल के रूप में पहचाना गया।

शारीरिक कार्य:

1. यह इंटरनोड्स की लंबाई बढ़ाता है।

2. यह रोसेट पौधों में बोल्टिंग को बढ़ावा देता है।

3. यह बीजों की निष्क्रियता को तोड़कर और आरक्षित भोजन को पचाने के लिए हाइड्रोलेज़ एंजाइमों के संश्लेषण को प्रारंभ कर बीज अंकुरण को प्रेरित करने में सहायता करता है।

बागवानी अनुप्रयोग:

1. यह इंटरनोड्स की लंबाई बढ़ाकर गन्ने में शर्करा की मात्रा बढ़ाने में सहायता करता है।

2. यह अंगूर की डंठलों की लंबाई बढ़ाता है।

3. यह सेब के आकार में सुधार करता है।

4. यह वृद्धावस्था को विलंबित करता है।

5. यह परिपक्वता को तेज करता है और किशोर कोनिफ़र्स में बीज उत्पादन को प्रेरित करता है।

(iii) साइटोकाइनिन्स

खोज:

एफ. स्कूग और उनके सहयोगियों ने प्रयोगात्मक प्रेक्षणों के माध्यम से पाया कि जब संवहन ऊतकों, यीस्ट एक्सट्रैक्ट, नारियल के दूध या डीएनए के अर्क को कल्चर माध्यम में मिलाया गया, तो तंबाकू का कैलस विभेदित हुआ। इससे साइटोकाइनिन्स की खोज हुई।

शारीरिक कार्य:

1. ये शीर्ष प्रभुत्व को रोककर पार्श्व शाखाओं की वृद्धि को बढ़ावा देते हैं।

2. ये नए पत्तों, क्लोरोप्लास्टों और आकस्मिक प्ररोहों के उत्पादन में सहायता करते हैं।

3. ये पोषक तत्वों की गतिशीलता को बढ़ाकर वृद्धावस्था को विलंबित करने में सहायता करते हैं।

बागवानी अनुप्रयोग:

1. इनका उपयोग शीर्ष प्रभुत्व को रोकने के लिए किया जाता है।

2. इनका उपयोग पत्तियों में वृद्धावस्था को विलंबित करने के लिए किया जाता है।

(iv) एथिलीन

खोज:

यह देखा गया कि अपकेले हुए केले जब पके हुए केलों के साथ रखे गए तो वे तेजी से पके। बाद में, पकने को बढ़ावा देने वाला पदार्थ एथिलीन पाया गया।

शारीरिक कार्य:

1. यह बीजों और कलिकाओं की निष्क्रियता को तोड़ने में सहायता करता है।

2. यह गहरे पानी वाले धान के पौधों में इंटरनोड्स की तेजी से वृद्धि को बढ़ावा देता है।

3. यह जड़-वृद्धि और जड़-बालों के निर्माण को बढ़ावा देता है।

4. यह पत्तियों और फूलों की वृद्धावस्था और पतन को बढ़ावा देता है।

5. यह फलों में श्वसन दर को तेज करता है और फलों के पकने को बढ़ाता है।

बागवानी अनुप्रयोग:

1. इसका उपयोग अनानास में फूल आरंभ करने और फल-सेट को समकालीन बनाने के लिए किया जाता है।

2. यह आम में फूल उत्पन्न करता है।

3. एथेफॉन का उपयोग टमाटर और सेब में फलों को पकाने, तथा कपास, चेरी और अखरोट में फूलों और पत्तियों के पतन को तेज करने के लिए किया जाता है।

4. यह खीरे में मादा फूलों की संख्या बढ़ाता है।

(v) अब्सिसिक अम्ल

खोज:

1960 के दशक के मध्य में, तीन स्वतंत्र शोधकर्ताओं ने इनहिबिटर-B, अब्सिशन II और डोर्मिन की खोज की। बाद में ये रसायनिक रूप से समान पाए गए और तब से इन्हें ABA (अब्सिसिक अम्ल) कहा गया।

शारीरिक कार्य:

1. यह पादप चयापचय को रोकने वाले अवरोधक के रूप में कार्य करता है।

2. यह जल-तनाव के दौरान छिद्रों के बंद होने को उत्तेजित करता है।

3. यह बीज निष्क्रियता उत्पन्न करता है।

4. यह पत्तियों, फलों और फूलों के पतन को उत्पन्न करता है।

बागवानी अनुप्रयोग:

यह संग्रहीत बीजों में बीज निष्क्रियता उत्पन्न करता है।

उत्तर

प्रकाशकालिकता (Photoperiodism) का अर्थ है पौधों की प्रतिक्रिया प्रकाश की अवधि (अर्थात् दिन और रात की अवधि) के सापेक्ष। प्रकाश की अवधि के प्रति अपनी प्रतिक्रिया के आधार पर, एक पौधे को लघु-दिवसीय पौधा, दीर्घ-दिवसीय पौधा या दिवस-निरपेक्ष पौधा वर्गीकृत किया जाता है। लघु-दिवसीय पौधे तब पुष्पित होते हैं जब उन्हें महत्वपूर्ण दिन-लंबाई से कम अवधि के लिए प्रकाश के संपर्क में रखा जाता है (उदाहरण: गुलदाउदी)। दीर्घ-दिवसीय पौधे तब पुष्पित होते हैं जब उन्हें महत्वपूर्ण दिन-लंबाई से अधिक अवधि के लिए प्रकाश के संपर्क में रखा जाता है (उदाहरण: मूली)। जब प्रकाश के संपर्क की अवधि और पुष्पन प्रतिक्रिया के बीच कोई उल्लेखनीय संबंध नहीं देखा जाता, तो ऐसे पौधों को दिवस-निरपेक्ष पौधे कहा जाता है (उदाहरण: टमाटर)।

यह परिकल्पना की गई है कि पुष्पन के लिए उत्तरदायी हार्मोनल पदार्थ पत्तियों में बनता है, बाद में वह प्ररोह शिखाओं की ओर जाता है और उन्हें पुष्पी शिखाओं में परिवर्तित करता है। प्रकाशकालिकता विभिन्न फसल पौधों में प्रकाश के संपर्क की अवधि के सापेक्ष पुष्पन की प्रतिक्रिया का अध्ययन करने में सहायक होती है।

वर्नालाइज़ेशन (Vernalisation) पौधों में शीत-प्रेरित पुष्पन है। कुछ पौधों में (जैसे गेहूँ और राई की शीतकालीन किस्में और द्विवार्षिक जैसे गाजर और बंदगोभी), पुष्पन प्रेरित करने के लिए निम्न तापमान के संपर्क में आना आवश्यक होता है। राई और गेहूँ की शीतकालीन किस्में शरद ऋतु में बोई जाती हैं। वे सर्दियों के दौरान अंकुरावस्था में रहती हैं और गर्मियों में पुष्पित होती हैं। हालाँकि, जब इन किस्मों को वसंत में बोया जाता है, वे पुष्पित नहीं होती हैं। बंदगोभी और मूली में भी इसी प्रकार की प्रतिक्रिया देखी जाती है।

उत्तर

एब्सिसिक अम्ल को तनाव हार्मोन इसलिए कहा जाता है क्योंकि यह पौधों में तनाव की स्थितियों के विरुद्ध विभिन्न प्रतिक्रियाएँ उत्पन्न करता है।

यह पौधों की विभिन्न तनावों के प्रति सहनशीलता बढ़ाता है। यह जल-तनाव के दौरान स्टोमेटा को बंद करने को प्रेरित करता है। यह बीज निष्क्रियता को बढ़ावा देता है और अनुकूल परिस्थितियों में बीज अंकुरण सुनिश्चित करता है। यह बीजों को शुष्कता को सहन करने में मदद करता है। यह वृद्धि के मौसम के अंत में पौधों में निष्क्रियता उत्पन्न करने में भी मदद करता है और पत्तियों, फलों और फूलों के पतन को बढ़ावा देता है।

उत्तर

उच्च पौधों में वृद्धि और विकास को खुला कहा जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इन पौधों के शरीर के विभिन्न स्थानों पर विभिन्न मेरिस्टेम मौजूद होते हैं, जो लगातार विभाजित होने और नई कोशिकाएँ उत्पन्न करने की क्षमता रखते हैं।

उत्तर

लघि-दिवसीय पौधों और दीर्घ-दिवसीय पौधों में पुष्पन प्रतिक्रिया उस अवधि पर निर्भर करती है जिसके लिए ये पौधे प्रकाश के संपर्क में रहते हैं। लघि-दिवसीय पौधा और दीर्घ-दिवसीय पौधा एक ही स्थान पर फूल सकते हैं, बशर्ते उन्हें पर्याप्त प्रकाल अवधि दी गई हो।

उत्तर

(a) एक टहनी में जड़ें उत्पन्न करना - ऑक्सिन्स

(b) फल को शीघ्र पकाना - एथिलीन

(c) पत्ती की वृद्धावस्था को विलंबित करना - साइटोकाइनिन्स

(d) अक्षीय कलिकाओं में वृद्धि उत्पन्न करना - साइटोकाइनिन्स

(e) एक रोसेट पौधे को ‘बोल्ट’ करना - जिबरेलिक अम्ल

(f) पत्तियों में तत्काल स्टोमेटा बंद होना प्रेरित करना - ऐब्सिसिक अम्ल

उत्तर

एक पत्तीरहित पौधा प्रकालचक्र पर प्रतिक्रिया नहीं देगा।

यह अनुमान लगाया गया है कि पुष्पन के लिए उत्तरदायी हार्मोनल पदार्थ पत्तियों में बनता है, तत्पश्चात् वह शीर्षों की ओर संचरित होता है और उन्हें पुष्पी शीर्षों में रूपांतरित करता है। इसलिए, पत्तियों की अनुपस्थिति में प्रकाश की संवेदना नहीं होगी, अर्थात् पौधा प्रकाश पर प्रतिक्रिया नहीं देगा।

उत्तर

(a) यदि चावल के अंकुरों पर $GA_3$ लगाया जाता है, तो चावल के अंकुर अंतर्वल्ली-विस्तार और ऊँचाई में वृद्धि प्रदर्शित करेंगे।

(b) यदि विभाजित हो रही कोशिकाएँ विभाजित होना बंद कर दें, तो पौधों के अंग जैसे पत्तियाँ और तना नहीं बनेंगे। अविभाजित कोशिकाओं के इस समूह को कैलस कहा जाता है।

(c) यदि कोई सड़ा हुआ फल कच्चे फलों के साथ मिल जाता है, तो सड़े हुए फलों से निकला एथिलीन कच्चे फलों को जल्दी पकने में मदद करेगा।

(d) यदि आप संवर्धन माध्यम में साइटोकाइनिन डालना भूल जाते हैं, तो कोशिका विभाजन, वृद्धि और विभाजन देखने को नहीं मिलेगा।