अध्याय 14 वनस्पतींमधील श्वसन प्रश्नावली
प्रश्नावली
1. यामध्ये फरक स्पष्ट करा
(अ) श्वसन आणि दहन
(ब) ग्लायकोलायसिस आणि क्रेब्स चक्र
(क) ऑक्सिजनयुक्त श्वसन आणि किण्वन
Show Answer
उत्तर
(अ) श्वसन आणि दहन
| श्वसन | दहन |
|---|---|
| 1. ही एक जैवरासायनिक प्रक्रिया आहे. | 1. ही एक भौतिक-रासायनिक प्रक्रिया आहे. |
| 2. ही सजीव पेशींमध्ये घडते. | 2. ही सजीव पेशींमध्ये घडत नाही. |
| 3. एटीपी निर्माण होते | 3. एटीपी निर्माण होत नाही |
| 4. एन्झाइम्स आवश्यक असतात | 4. एन्झाइम्स आवश्यक नसतात |
| 5. ही जैविक नियंत्रणाखालील प्रक्रिया आहे. | 5. ही अनियंत्रित प्रक्रिया आहे. |
(ब) ग्लायकोलायसिस आणि क्रेब्स चक्र
| ग्लायकोलायसिस | क्रेब्स चक्र |
|---|---|
| 1. हा एक रेषीय मार्ग आहे. | 1. हे एक चक्रीय मार्ग आहे. |
| 2. हे पेशीद्रव्यात घडते. | 2. हे मायटोकॉन्ड्रियाच्या मॅट्रिक्समध्ये घडते. |
| 3. हे ऑक्सिजनयुक्त आणि ऑक्सिजनरहित दोन्ही प्रकारच्या श्वसनात घडते. | 3. हे ऑक्सिजनयुक्त श्वसनात घडते. |
| 4. एक ग्लुकोज रेणूच्या विघटनाने 2 $NADH_2$ आणि 2 एटीपी रेणू निर्माण होतात. | 4. दोन एसिटाइल-कोए रेणूंच्या विघटनाने 6 $NADH_2, 2 FADH_2$ आणि 2 एटीपी रेणू निर्माण होतात. |
(क) ऑक्सिजनयुक्त श्वसन आणि किण्वन
| ऑक्सिजनयुक्त श्वसन | किण्वन |
|---|---|
| 1. ऊर्जा मिळवण्यासाठी ऑक्सिजन वापरले जाते | 1. ऑक्सिजनाच्या अनुपस्थितीत घडते |
| 2. पेशीद्रव्य आणि मायटोकॉन्ड्रिया यामध्ये घडते | 2. पेशीद्रव्यात घडते |
| 3. अंतिम उत्पादने कार्बन डायऑक्साइड आणि पाणी असतात | 3. अंतिम उत्पादने इथाइल अल्कोहोल आणि कार्बन डायऑक्साइड असतात |
| 4. श्वसन कर्दमाचे संपूर्ण ऑक्सिडीकरण होते | 4. श्वसन कर्दमाचे अपूर्ण ऑक्सिडीकरण होते |
| 5. सुमारे 36 एटीपी रेणू निर्माण होतात | 5. केवळ 2 एटीपी रेणू निर्माण होतात |
2. श्वसन कर्दम म्हणजे काय? सर्वात सामान्य श्वसन कर्दमाचे नाव द्या.
Show Answer
उत्तर
श्वसन प्रक्रियेदरम्यान ऑक्सिडीकरण होणाऱ्या संयुगांना श्वसन कर्दम म्हणतात. कर्बोदके, विशेषतः ग्लुकोज, श्वसन कर्दम म्हणून कार्य करतात. चरबी, प्रथिने आणि सेंद्रिय आम्ल देखील श्वसन कर्दम म्हणून कार्य करतात.
3. ग्लायकोलायसिसचे आकृतिबंध स्वरूपात प्रतिनिधित्व द्या?
Show Answer
उत्तर
ग्लुकोज-6-फॉस्फ
एडीपी
फ्रक्टोज 1, 6-बिसफॉस्फेट
$\underbrace{(6 C)}$
ट्रायओज फॉस्फेट (ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट)
$ NAD^{+} $
$2 \times$ ट्रायओज बिसफॉस्फेट
(1,3 बिसफॉस्फोग्लिसेरिक आम्ल)
(3C)
एडीपी
एटीपी
$2 \times$ ट्रायओज फॉस्फेट
(3 - फॉस्फोग्लिसेरिक आम्ल)
(3C)
$2 \times 2$-फॉस्फोग्लिसरेट
$2 \times$ फॉस्फोइनॉलपायरुवेट
$2 \times$ पायरुविक आम्ल
(3C)
4. ऑक्सिजनयुक्त श्वसनातील मुख्य पायऱ्या कोणत्या? त्या कोठे घडतात?
Show Answer
उत्तर
ऑक्सिजनयुक्त श्वसनातील प्रमुख पायऱ्या आणि त्या घडण्याची ठिकाणे खालील सारणीत दिली आहेत.
| पायरी | घडण्याचे स्थान |
|---|---|
| 1. ग्लायकोलायसिस | 1. पेशीद्रव्य |
| 2. क्रेब्स चक्र | 2. मायटोकॉन्ड्रियाचे मॅट्रिक्स |
| 3. इलेक्ट्रॉन वाहतूक प्रणाली | 3. मायटोकॉन्ड्रियाची आतील पडदा |
| 4. ऑक्सीडेटिव्ह फॉस्फोरिलेशन | 4. मायटोकॉन्ड्रियाच्या आतील पडद्यातील $F_0-F_1$ कण |
5. क्रेब्स चक्राच्या संपूर्ण दृश्याचे आकृतिबंध स्वरूपात प्रतिनिधित्व द्या.
Show Answer
उत्तर
6. इलेक्ट्रॉन वाहतूक प्रणाली (ETS) समजावून सांगा.
Show Answer
उत्तर
इलेक्ट्रॉन वाहतूक प्रणाली (ETS) ही मायटोकॉन्ड्रियाच्या आतील पडद्यात स्थित असते. ग्लायकोलायसिस आणि सिट्रिक आम्ल चक्रादरम्यान तयार झालेल्या $NADH+H^{+}$ आणि $FADH H_2 NADH+H^{+}$ मध्ये साठवलेली ऊर्जा मुक्त करण्यात आणि वापरण्यात ती मदत करते. NADH डिहायड्रोजनेस (कॉम्प्लेक्स I) द्वारे ऑक्सिडाइझ होते. यामुळे निर्माण झालेले इलेक्ट्रॉन FMN मार्फत युबिक्विनोनकडे हस्तांतरित होतात. त्याचप्रमाणे, सिट्रिक आम्ल चक्रादरम्यान निर्माण झालेले FADH $_2$ (कॉम्प्लेक्स II) युबिक्विनोनकडे हस्तांतरित होते. युबिक्विनोनमधील इलेक्ट्रॉन सायटोक्रोम bc $_1$ (कॉम्प्लेक्स III) द्वारे प्राप्त होतात आणि पुढे सायटोक्रोम $c$ कडे हस्तांतरित होतात. सायटोक्रोम $c$ हे कॉम्प्लेक्स III आणि सायटोक्रोम c ऑक्सिडेस कॉम्प्लेक्स यांच्यातील हलणारे वाहक म्हणून कार्य करते, ज्यामध्ये सायटोक्रोम $a$ आणि $a_3$, तसेच कॉपर केंद्रे (कॉम्प्लेक्स IV) असतात.
प्रत्येक कॉम्प्लेक्समधून इलेक्ट्रॉन हस्तांतरणाच्या प्रक्रियेदरम्यान, ATP सिंथेस (कॉम्प्लेक्स V) या एन्झाइमच्या क्रियेने ADP आणि अजैविक फॉस्फेटपासून ATP निर्मिती होते. निर्माण होणाऱ्या ATP चे प्रमाण ऑक्सिडाइझ झालेल्या रेणूवर अवलंबून असते. एक NADH रेणूच्या ऑक्सिडेशनमुळे 2 ATP रेणू निर्माण होतात. एक $FADH_2$ रेणूच्या ऑक्सिडेशनमुळे 3 ATP रेणू मिळतात.
7. यामध्ये फरक स्पष्ट करा:
(अ) ऑक्सिजनयुक्त श्वसन आणि ऑक्सिजनरहित श्वसन
(ब) ग्लायकोलायसिस आणि किण्वन
(क) ग्लायकोलायसिस आणि सिट्रिक आम्ल चक्र
Show Answer
उत्तर
(अ) ऑक्सिजनयुक्त श्वसन आणि ऑक्सिजनरहित श्वसन
| ऑक्सिजनयुक्त श्वसन | ऑक्सिजनरहित श्वसन |
|---|---|
| 1. ऊर्जा मिळवण्यासाठी ऑक्सिजन वापरते. | 1. ऑक्सिजनाच्या अनुपस्थितीत घडते. |
| 2. पेशीद्रव्य आणि मायटोकॉन्ड्रिया यामध्ये घडते. | 2. पेशीद्रव्यात घडते. |
| 3. ऑक्सिजनयुक्त श्वसनाची अंतिम उत्पादने कार्बन डायऑक्साइड आणि पाणी असतात. |
3. किण्वनाची अंतिम उत्पादने इथाइल अल्कोहोल आणि कार्बन-डायऑक्साइड असतात. |
| 4. श्वसन कर्दमाचे संपूर्ण ऑक्सिडीकरण होते. | 4. श्वसन कर्दमाचे अपूर्ण ऑक्सिडीकरण होते. |
| 5. $36-38$ एटीपी रेणू निर्माण होतात. | 5. केवळ 2 एटीपी रेणू निर्माण होतात. |
(ब) ग्लायकोलायसिस आणि किण्वन
| ग्लायकोलायसिस | किण्वन |
|---|---|
| 1. ग्लायकोलायसिस ऑक्सिजनयुक्त आणि ऑक्सिजनरहित दोन्ही श्वसनात घडते. | 1. किण्वन हा ऑक्सिजनरहित श्वसनाचा एक प्रकार आहे. |
| 2. त्याचे अंतिम उत्पादन म्हणून पायरुविक आम्ल निर्माण होते. | 2. त्याचे अंतिम उत्पादन म्हणून इथेनॉल किंवा लॅक्टिक आम्ल निर्माण होते. |
(क) ग्लायकोलायसिस आणि सिट्रिक आम्ल चक्र
| ग्लायकोलायसिस | सिट्रिक आम्ल चक्र (क्रेब्स चक्र) |
|---|---|
| 1. हा एक रेषीय मार्ग आहे. | 1. हे एक चक्रीय मार्ग आहे. |
| 2. हे पेशीद्रव्यात घडते. | 2. हे मायटोकॉन्ड्रियाच्या मॅट्रिक्समध्ये घडते. |
| 3. हे ऑक्सिजनयुक्त आणि ऑक्सिजनरहित दोन्ही श्वसनात घडते. | 3. हे ऑक्सिजनयुक्त श्वसनात घडते. |
| 4. एक ग्लुकोज रेणू विघटित होऊन 2 $NADH_2$ आणि 2 एटीपी रेणू निर्माण करतो. | 4. दोन एसिटाइल-कोए रेणूंच्या विघटनाने 6 $\mathrm{NADH_2 |
8. एटीपीच्या निव्वळ नफ्याची गणना करताना कोणती गृहीतके केली जातात?
Show Answer
उत्तर
एटीपी रेणूंच्या सैद्धांतिक गणनेसाठी विविध गृहीतके केली जातात, जी खालीलप्रमाणे आहेत.
(अ) असे गृहीत धरले जाते की ऑक्सिजनयुक्त श्वसनाच्या विविध भाग जसे की ग्लायकोलायसिस, TCA चक्र आणि ETS हे क्रमिक आणि सुव्यवस्थित मार्गाने घडतात.
(ब) ग्लायकोलायसिस प्रक्रियेदरम्यान निर्माण झालेले NADH ऑक्सीडेटिव्ह फॉस्फोरिलेशन होण्यासाठी मायटोकॉन्ड्रियामध्ये प्रवेश करते.
(क) ग्लुकोज रेणू हे एकमेव कर्दम आहे असे गृहीत धरले जाते तर इतर कोणताही रेणू मध्यवर्ती टप्प्यात मार्गात प्रवेश करत नाही असे गृहीत धरले जाते.
(ड) श्वसनादरम्यान निर्माण होणारे मध्यवर्ती पदार्थ इतर कोणत्याही प्रक्रियेत वापरले जात नाहीत.
9. “श्वसन मार्ग हा एक उभयचर मार्ग आहे” यावर चर्चा करा.
Show Answer
उत्तर
श्वसन ही सामान्यतः एक अपचयी प्रक्रिया आहे असे मानले जाते कारण श्वसनादरम्यान ऊर्जा मिळवण्यासाठी विविध कर्दमांचे विघटन होते. श्वसन मार्गात प्रवेश करण्यापूर्वी कर्बोदकांचे ग्लुकोजमध्ये विघटन होते. चरबीचे फॅटी आम्ल आणि ग्लिसरॉलमध्ये रूपांतर होते तर फॅटी आम्लांचे श्वसनात प्रवेश करण्यापूर्वी एसिटाइल कोएमध्ये रूपांतर होते. त्याचप्रमाणे, प्रथिने अमिनो आम्लात रूपांतरित होतात, जी डीअमिनेशननंतर श्वसनात प्रवेश करतात.
फॅटी आम्लांच्या संश्लेषणादरम्यान, एसिटाइल कोए श्वसन मार्गातून काढून घेतले जाते. तसेच, प्रथिनांच्या संश्लेषणात, श्वसन कर्दम काढून घेतले जातात. अशाप्रकारे, श्वसन अनबोलिझममध्ये देखील सामील असते. म्हणून, श्वसनाला उभयचर मार्ग म्हटले जाऊ शकते कारण त्यात अनबोलिझम आणि कॅटाबोलिझम दोन्ही समाविष्ट आहेत.
10. श्वसन गुणांक (RQ) म्हणजे काय? चरबीसाठी त्याचे मूल्य किती आहे?
Show Answer
उत्तर
श्वसन गुणांक $(RQ)$ किंवा श्वसन गुणोत्तर हे श्वसनादरम्यान मुक्त झालेल्या $CO_2$ चे प्रमाण आणि वापरलेल्या $O_2$ च्या प्रमाणाचे गुणोत्तर म्हणून परिभाषित केले जाऊ शकते. श्वसन गुणांकाचे मूल्य श्वसन कर्दमाच्या प्रकारावर अवलंबून असते. कर्बोदकांसाठी त्याचे मूल्य एक असते. तथापि, चरबीसाठी ते नेहमी एकापेक्षा कमी असते कारण चरबी श्वसनासाठी कर्बोदकांपेक्षा जास्त ऑक्सिजन वापरतात.
ट्रायपॅल्मिटिन फॅटी आम्लाच्या उदाहरणाद्वारे हे स्पष्ट केले जाऊ शकते, जे श्वसनासाठी 145 $O_2$ रेणू वापरते तर 102 $CO_2$ रेणू मुक्त होतात. ट्रायपॅल्मिटिनसाठी $RQ$ चे मूल्य 0.7 आहे.
11. ऑक्सीडेटिव्ह फॉस्फोरिलेशन म्हणजे काय?
Show Answer
उत्तर
ऑक्सीडेटिव्ह फॉस्फोरिलेशन ही एक अशी प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये इलेक्ट्रॉन दात्यांकडून इलेक्ट्रॉन स्वीकारक म्हणून कार्य करणाऱ्या ऑक्सिजनकडे इलेक्ट्रॉन हस्तांतरित केले जातात. प्रोटॉन प्रवणता निर्माण करण्यात ऑक्सिडेशन-रिडक्शन प्रतिक्रिया सामील असतात. ऑक्सीडेटिव्ह फॉस्फोरिलेशनमध्ये मुख्य भूमिका एन्झाइम ATP सिंथेस (कॉम्प्लेक्स V) द्वारे बजावली जाते. या एन्झाइम कॉम्प्लेक्समध्ये $F_0$ आणि $F_1$ घटक असतात. $F_1$ हेडपीस हा एक परिफेरल पडदा प्रथिन कॉम्प्लेक्स आहे आणि त्यात ADP आणि अजैविक फॉस्फेटपासून ATP संश्लेषणाचे स्थान असते. $F_0$ घटक हा पडदा प्रथिन कॉम्प्लेक्सचा एक भाग आहे, जो मायटोकॉन्ड्रियाच्या आतील पडद्यापासून मायटोकॉन्ड्रियल मॅट्रिक्समध्ये प्रोटॉन्स ओलांडण्यासाठी चॅनेल म्हणून कार्य करतो. $F_0-F_1$ कॉम्प्लेक्समधून दोन प्रोटॉन जाऊ दिल्यास, एक ATP रेणूचे संश्लेषण होते.
12. श्वसनात ऊर्जेचे पायरीनुसार मुक्त होणे याचे महत्त्व काय आहे?
Show Answer
उत्तर
ऑक्सिजनयुक्त श्वसनाची प्रक्रिया चार टप्प्यांमध्ये विभागली गेली आहे - ग्लायकोलायसिस, TCA चक्र, ETS आणि ऑक्सीडेटिव्ह फॉस्फोरिलेशन. सामान्यतः असे गृहीत धरले जाते की श्वसनाची प्रक्रिया आणि प्रत्येक टप्प्यात ATP ची निर्मिती ही पायरीनुसार होते. एका मार्गाचे उत्पादन दुसऱ्या मार्गाचे कर्दम बनते. श्वसनादरम्यान निर्माण होणारे विविध रेणू इतर जैवरासायनिक प्रक्रियांमध्ये सामील असतात. श्वसन कर्दम गरजेनुसार मार्गात प्रवेश करतात आणि काढून घेतले जातात. ATP जेथे आवश्यक असेल तेथे वापरले जाते आणि एन्झाइमेटिक दर सामान्यतः नियंत्रित केले जातात. अशाप्रकारे, ऊर्जेचे पायरीनुसार मुक्त होणे ही प्रणाली ऊर्जा काढण्यात आणि साठवण्यात अधिक कार्यक्षम बनवते.
BETA
