باب 13 اعلیٰ پودوں میں ضیائی تالیف کے مشقی سوالات
مشقی سوالات
1۔ کیا آپ کسی پودے کو بیرونی طور پر دیکھ کر بتا سکتے ہیں کہ پودا $C_3$ ہے یا $C_4$؟ کیوں اور کیسے؟
Show Answer
جواب کسی پودے کے پتے اور دیگر ظاہری ساخت (مورفولوجیکل) خصوصیات کو دیکھ کر یہ تمیز نہیں کیا جا سکتا کہ پودا $C_3$ ہے یا $C_4$۔ $C_3$ پودوں کے برعکس، $C_4$ پودوں کے پتوں میں ایک خاص ساخت ہوتی ہے جسے $Kranz$ اناٹومی کہتے ہیں اور یہ فرق صرف خلیاتی سطح پر ہی دیکھا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگرچہ گندم اور مکئی دونوں گھاس ہیں، لیکن گندم ایک $C_3$ پودا ہے، جبکہ مکئی ایک $C_4$ پودا ہے۔2۔ پودے کی کس اندرونی ساخت کو دیکھ کر آپ بتا سکتے ہیں کہ پودا $C_3$ ہے یا $C_4$؟ وضاحت کریں۔
Show Answer
جواب $C_4$ پودوں کے پتوں میں ایک خاص ساخت ہوتی ہے جسے کرانز اناٹومی کہتے ہیں۔ یہ انہیں $C_3$ پودوں سے مختلف بناتی ہے۔ خاص خلیات، جنہیں بنڈل شیٹھ خلیات کہتے ہیں، واسکولر بنڈلز کو گھیرے ہوتے ہیں۔ ان خلیات میں کلوروپلاسٹ کی بڑی تعداد ہوتی ہے۔ یہ موٹی دیواروں والے ہوتے ہیں اور ان کے درمیان خلیاتی فاصلے نہیں ہوتے۔ یہ گیسی تبادلے کے لیے بھی ناقابل نفوذ ہوتے ہیں۔ یہ تمام ساختاتی خصوصیات $C_4$ پودوں میں فوٹو ریسپیریشن کو روکنے میں مدد کرتی ہیں، جس سے ان کی ضیائی تالیف کی صلاحیت بڑھ جاتی ہے۔3۔ اگرچہ ایک $C_4$ پودے میں بہت کم خلیات حیاتی تالیفی - کیلون راستہ (پاتھ وے) پر عمل کرتے ہیں، پھر بھی یہ پودے بہت زیادہ پیداواری ہوتے ہیں۔ کیا آپ اس پر بات کر سکتے ہیں کہ ایسا کیوں ہے؟
Show Answer
جواب
کسی پودے کی پیداواریت اس کی ضیائی تالیف کی شرح سے ناپی جاتی ہے۔ پودے میں موجود کاربن ڈائی آکسائیڈ کی مقدار ضیائی تالیف کی شرح کے براہ راست متناسب ہوتی ہے۔ $C_4$ پودوں میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کی حراستی بڑھانے کا ایک طریقہ کار ہوتا ہے۔ $C_4$ پودوں میں، کیلون سائیکل بنڈل شیٹھ خلیات میں وقوع پذیر ہوتی ہے۔ میسوفیل خلیات سے آنے والا $C_4$ مرکب (مالک ایسڈ) بنڈل شیٹھ خلیات میں ٹوٹ جاتا ہے۔ نتیجتاً، $CO_2$ خارج ہوتی ہے۔ $CO_2$ میں اضافہ اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ انزائم RuBisCo آکسیجینیز کی طرح نہیں بلکہ کاربوکسیلیز کی طرح کام کرے۔ یہ فوٹو ریسپیریشن کو روکتا ہے اور ضیائی تالیف کی شرح بڑھاتا ہے۔ اس طرح، $C_4$ پودے بہت زیادہ پیداواری ہوتے ہیں۔
4۔ RuBisCO ایک ایسا انزائم ہے جو کاربوکسیلیز اور آکسیجینیز دونوں کی طرح کام کرتا ہے۔ آپ کے خیال میں RuBisCO $C_4$ پودوں میں زیادہ کاربوکسیلشن کیوں کرتا ہے؟
Show Answer
جواب
انزائم RuBisCo $C_4$ پودوں کے میسوفیل خلیات میں موجود نہیں ہوتا۔ یہ واسکولر بنڈلز کے گرد موجود بنڈل شیٹھ خلیات میں موجود ہوتا ہے۔ $C_4$ پودوں میں، کیلون سائیکل بنڈل شیٹھ خلیات میں وقوع پذیر ہوتی ہے۔ میسوفیل خلیات میں بنیادی $CO_2$ قبول کنندہ فاسفوانول پائروویٹ ہوتا ہے - جو ایک تین کاربنی مرکب ہے۔ یہ چار کاربنی مرکب اوگزیلو ایسیٹک ایسڈ (OAA) میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ OAA مزید مالک ایسڈ میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ مالک ایسڈ بنڈل شیٹھ خلیات میں منتقل ہوتا ہے، جہاں یہ ڈی کاربوکسیلشن سے گزرتا ہے اور $CO_2$ فکسیشن کیلون سائیکل کے ذریعے ہوتی ہے۔ یہ انزائم RuBisCo کو آکسیجینیز کی طرح کام کرنے سے روکتا ہے۔
5۔ فرض کریں کہ ایسے پودے ہوں جن میں کلوروفل b کی حراستی زیادہ ہو لیکن کلوروفل a نہ ہو، کیا یہ ضیائی تالیف کر پائیں گے؟ پھر پودوں میں کلوروفل b اور دیگر معاون رنگدار مادے (ایکسسری پگمنٹس) کیوں ہوتے ہیں؟
Show Answer
جواب
کلوروفل-a مالیکیولز اینٹینا مالیکیولز کا کام کرتے ہیں۔ یہ روشنی جذب کر کے متحرک ہوتے ہیں اور سائیکلک اور نان سائیکلک فوٹو فاسفوریلیشن کے دوران الیکٹران خارج کرتے ہیں۔ یہ دونوں فوٹو سسٹمز I اور II کے لیے ری ایکشن سینٹر بناتے ہیں۔ کلوروفل-b اور دیگر ضیائی تالیفی رنگدار مادے جیسے کیروٹینائڈز اور زینتھوفلز معاون رنگدار مادوں کا کام کرتے ہیں۔ ان کا کردار توانائی جذب کرنا اور اسے کلوروفل-a تک منتقل کرنا ہے۔ کیروٹینائڈز اور زینتھوفلز کلوروفل مالیکیول کو فوٹو آکسیڈیشن سے بھی بچاتے ہیں۔ لہٰذا، ضیائی تالیف کے لیے کلوروفل-a ضروری ہے۔
اگر کوئی پودا کلوروفل-a سے محروم ہو اور اس میں کلوروفل- $b$ کی زیادہ حراستی ہو، تو یہ پودا ضیائی تالیف نہیں کر پائے گا۔
6۔ اندھیرے میں رکھے گئے پتے کا رنگ اکثر پیلا یا ہلکا سبز کیوں ہو جاتا ہے؟ آپ کے خیال میں کون سا رنگدار مادہ زیادہ مستحکم ہے؟
Show Answer
جواب
چونکہ پتوں کو ضیائی تالیف کرنے کے لیے روشنی کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے اندھیرے میں رکھے گئے پتے کا رنگ گہرے سبز سے ہلکے سبز میں بدل جاتا ہے۔ بعض اوقات یہ پیلا بھی ہو جاتا ہے۔ ضیائی تالیف کے لیے ضروری کلوروفل رنگدار مادے کی پیداوار دستیاب روشنی کی مقدار کے براہ راست متناسب ہوتی ہے۔ روشنی کی غیر موجودگی میں، کلوروفل-a مالیکیولز کی پیداوار رک جاتی ہے اور وہ آہستہ آہستہ ٹوٹنے لگتے ہیں۔ اس سے پتے کا رنگ بتدریج ہلکے سبز میں بدل جاتا ہے۔ اس عمل کے دوران، زینتھوفل اور کیروٹینائڈ رنگدار مادے غالب آ جاتے ہیں، جس سے پتے کا رنگ پیلا ہو جاتا ہے۔ یہ رنگدار مادے زیادہ مستحکم ہوتے ہیں کیونکہ ان کی پیداوار کے لیے روشنی ضروری نہیں ہوتی۔ یہ پودوں میں ہمیشہ موجود رہتے ہیں۔
7۔ ایک ہی پودے کے سایہ دار طرف کے پتوں کو دیکھیں اور اس کا موازنہ دھوپ والی طرف کے پتوں سے کریں۔ یا، دھوپ میں رکھے گملے کے پودوں کا موازنہ سایہ میں رکھے گملے کے پودوں سے کریں۔ ان میں سے کس کے پتے گہرے سبز ہیں؟ کیوں؟
Show Answer
جواب
روشنی ضیائی تالیف کے لیے ایک محدود عنصر (لمیٹنگ فیکٹر) ہے۔ جب پتے سایہ میں ہوتے ہیں تو انہیں ضیائی تالیف کے لیے کم روشنی ملتی ہے۔ لہٰذا، سایہ میں موجود پتے یا پودے دھوپ میں رکھے گئے پتوں یا پودوں کے مقابلے میں کم ضیائی تالیف کرتے ہیں۔
ضیائی تالیف کی شرح بڑھانے کے لیے، سایہ میں موجود پتوں میں کلوروفل رنگدار مادے زیادہ ہوتے ہیں۔ کلوروفل مواد میں یہ اضافہ پتوں کے ذریعے جذب ہونے والی روشنی کی مقدار بڑھاتا ہے، جو بدلے میں ضیائی تالیف کی شرح بڑھاتا ہے۔ اس لیے، سایہ میں موجود پتے یا پودے دھوپ میں رکھے گئے پتوں یا پودوں سے زیادہ سبز ہوتے ہیں۔
8۔ شکل 13.10 روشنی کا ضیائی تالیف کی شرح پر اثر دکھاتی ہے۔ گراف کی بنیاد پر، درج ذیل سوالات کے جواب دیں:
(الف) منحنی خطوط (کرو) کے کس نقطہ/نقاط (A, B یا C) پر روشنی ایک محدود عنصر ہے؟
(ب) خطے A میں محدود عنصر/عناصر کیا ہو سکتے ہیں؟
(ج) منحنی خطوط پر C اور D کیا ظاہر کرتے ہیں؟
Show Answer
جواب
(الف) عام طور پر، روشنی محدود عنصر نہیں ہوتی۔ یہ سایہ میں یا درختوں کے سائبانوں کے نیچے اگنے والے پودوں کے لیے محدود عنصر بن جاتی ہے۔ دیے گئے گراف میں، روشنی اس نقطہ پر محدود عنصر ہے جہاں ضیائی تالیف کم از کم ہے۔ ضیائی تالیف کی کم ترین قدر خطے $\mathbf{A}$ میں ہے۔ لہٰذا، اس خطے میں روشنی ایک محدود عنصر ہے۔
(ب) خطے A میں روشنی ایک محدود عنصر ہے۔ پانی، درجہ حرارت، اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کی حراستی بھی اس خطے میں محدود عناصر ہو سکتے ہیں۔
(ج) نقطہ $\mathbf{D}$ بہترین نقطہ (آپٹیمم پوائنٹ) ظاہر کرتا ہے اور وہ روشنی کی شدت دیتا ہے جس پر زیادہ سے زیادہ ضیائی تالیف ریکارڈ ہوتی ہے۔ اس نقطہ کے بعد، ضیائی تالیف کی شرح مستقل رہتی ہے، چاہے خطے $\mathbf{C}$ میں روشنی کی شدت بڑھ جائے۔
9۔ درج ذیل کے درمیان موازنہ دیں:
(الف) $C_3$ اور $C_4$ راستے (پاتھ ویز)
(ب) سائیکلک اور نان سائیکلک فوٹو فاسفوریلیشن
(ج) $C_3$ اور $C_4$ پودوں میں پتے کی ساخت
Show Answer
جواب
(الف) $C_3$ اور $C_4$ راستے (پاتھ ویز)
| $C_3$ راستے | $C_4$ راستے |
|---|---|
| 1. $CO_2$ کا بنیادی قبول کنندہ $RUBP$ ہے جو ایک پانچ کاربنی مرکب ہے۔ | 1. $CO_2$ کا بنیادی قبول کنندہ فاسفوانول پائروویٹ ہے جو ایک تین کاربنی مرکب ہے۔ |
| 2. پہلا مستحکم مرکب 3-فاسفوگلیسریٹ ہے۔ | 2. پہلا مستحکم مرکب اوگزیلو ایسیٹک ایسڈ ہے۔ |
| 3. یہ صرف پتوں کے میسوفیل خلیات میں وقوع پذیر ہوتا ہے۔ | 3. یہ پتوں کے میسوفیل اور بنڈل شیٹھ خلیات میں وقوع پذیر ہوتا ہے۔ |
| 4. یہ کاربن فکسیشن کا ایک سست عمل ہے اور فوٹو ریسپیریشن کے نقصانات زیادہ ہوتے ہیں۔ | 4. یہ کاربن فکسیشن کا ایک تیز عمل ہے اور فوٹو ریسپیریشن کے نقصانات کم ہوتے ہیں۔ |
(ب) سائیکلک اور نان سائیکلک فوٹو فاسفوریلیشن
| سائیکلک فوٹو فاسفوریلیشن | نان سائیکلک فوٹو فاسفوریلیشن |
|---|---|
| 1. یہ صرف فوٹو سسٹم I میں وقوع پذیر ہوتا ہے۔ | 1. یہ فوٹو سسٹمز I اور II میں وقوع پذیر ہوتا ہے۔ |
| 2. اس میں صرف ATP کی تالیف شامل ہوتی ہے۔ | 2. اس میں ATP اور $NADPH_2$ کی تالیف شامل ہوتی ہے۔ |
| 3. اس عمل میں پانی کی فوٹولیسس نہیں ہوتی۔ | 3. اس عمل میں پانی کی فوٹولیسس ہوتی ہے اور آکسیجن خارج ہوتی ہے۔ |
| 4. اس عمل میں، الیکٹران ایک بند دائرے میں حرکت کرتے ہیں۔ | 4. اس عمل میں، الیکٹران بند دائرے میں حرکت نہیں کرتے۔ |
(ج) $C_3$ اور $C_4$ پودوں میں پتوں کی ساخت
| $C_3$ پتوں کی ساخت | $C_4$ پتوں کی ساخت |
|---|---|
| 1. بنڈل شیٹھ خلیات موجود نہیں ہوتے۔ | 1. بنڈل شیٹھ خلیات موجود ہوتے ہیں۔ |
| 2. RuBisCo میسوفیل خلیات میں موجود ہوتا ہے۔ | 2. RuBisCo بنڈل شیٹھ خلیات میں موجود ہوتا ہے۔ |
| 3. پیدا ہونے والا پہلا مستحکم مرکب 3-فاسفوگلیسریٹ ہے جو ایک تین کاربنی مرکب ہے۔ | 3. پیدا ہونے والا پہلا مستحکم مرکب اوگزیلو ایسیٹک ایسڈ ہے جو ایک چار کاربنی مرکب ہے۔ |
| 4. فوٹو ریسپیریشن وقوع پذیر ہوتی ہے۔ | 4. فوٹو ریسپیریشن وقوع پذیر نہیں ہوتی۔ |
BETA
