प्रकाश संश्लेषण और श्वसन 1

सेलुलर श्वसन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोशिकाएं कार्बनिक अणुओं, विशेषतः ग्लूकोज़, को तोड़कर एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) के रूप में ऊर्जा उत्पन्न करती हैं। यह तीन मुख्य चरणों में होता है: ग्लाइकोलिसिस, सिट्रिक अम्ल चक्र (क्रेब्स चक्र), और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला।

श्वसन सब्सट्रेट:

श्वसन सब्सट्रेट वह अणु है जिसे सेलुलर श्वसन के दौरान ऑक्सीकृत कर ATP उत्पन्न किया जाता है। यद्यपि ग्लूकोज़ सबसे सामान्य श्वसन सब्सट्रेट है, अन्य अणु जैसे फैटी अम्ल और अमीनो अम्ल भी कोशिकीय ऊर्जा आवश्यकताओं और इन अणुओं की उपलब्धता के आधार पर श्वसन सब्सट्रेट के रूप में कार्य कर सकते हैं।

श्वसन भुक्तान (RQ):

श्वसन भुक्तान एक अनुपात है जो यह दर्शाता है कि सेलुलर श्वसन के दौरान किस प्रकार का श्वसन सब्सट्रेट उपयोग हो रहा है। इसकी गणना श्वसन के दौरान उत्पन्न कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के आयतन और उपभुक्त ऑक्सीजन (O2) के आयतन के अनुपात के रूप में की जाती है। RQ मान ऑक्सीकृत हो रहे सब्सट्रेट के प्रकार के अनुसार भिन्न होता है। उदाहरण के लिए:

• RQ = 1: जब सब्सट्रेट ग्लूकोज़ होता है, जैसा कि पूर्ण कार्बोहाइड्रेट चयापचय में होता है।

• RQ < 1: जब सब्सट्रेट लिपिड (वसा) होता है, जो अपूर्ण ऑक्सीकरण को दर्शाता है।

• RQ > 1: दुर्लभ मामलों में, जैसे कि कुछ कार्बनिक अम्लों के चयापचय में।

सेलुलर श्वसन के प्रकार: सेलुलर श्वसन के दो प्राथमिक प्रकार होते हैं:

ए. वातसहित श्वसन (Aerobic Respiration): यह कोशिकीय श्वसन का सबसे सामान्य और कुशल प्रकार है। यह ऑक्सीजन की उपस्थिति में होता है और इसमें ग्लाइकोलिसिस, सिट्रिक अम्ल चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला शामिल होते हैं। वातसहित श्वसन बड़ी मात्रा में ATP उत्पन्न करता है और यह यूकैरियोटिक कोशिकाओं में ऊर्जा उत्पादन का प्राथमिक साधन है।

ब. वातरहित श्वसन (Anaerobic Respiration): वातरहित श्वसन ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में या जब ऑक्सीजन सीमित मात्रा में हो तब होता है। इसमें लैक्टिक अम्ल किण्वन और एल्कोहलिक किण्वन जैसी प्रक्रियाएं शामिल होती हैं। यद्यपि ATP उत्पादन की दृष्टि से यह वातसहित श्वसन से कम कुशल है, वातरहित श्वसन कोशिकाओं को ऑक्सीजन की कमी के समय ATP उत्पन्न करने की अनुमति देता है।

ग्लाइकोलिसिस:

ग्लाइकोलिसिस कोशिकीय श्वसन का पहला चरण है और यह कोशिका के कोशिकाद्रव्य (साइटोप्लाज्म) में होता है। इसमें एक ग्लूकोस अणु (एक छः-कार्बन वाला शर्करा) के दो पाइरुवेट अणुओं (एक तीन-कार्बन यौगिक) में विघटन होता है। ग्लाइकोलिसिस के दौरान ATP और NADH (एक सहएंजाइम) उत्पन्न होते हैं, और कुछ ATP की खपत भी होती है। ग्लूकोस के प्रति अणु ATP का शुद्ध लाभ दो ATP अणु होता है। ग्लाइकोलिसिस वातसहित और वातरहित दोनों परिस्थितियों में हो सकता है। यदि ऑक्सीजन उपलब्ध है, तो पाइरुवेट को आगे सिट्रिक अम्ल चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में ऑक्सीकृत किया जाता है जो वातसहित श्वसन का भाग है। यदि ऑक्सीजन की कमी है, तो पाइरुवेट ATP उत्पन्न करने के लिए किण्वन से गुजर सकता है।