पादप में श्वसन

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कक्षा: 11वीं जीव विज्ञान (Biology)

अध्याय: पादप में श्वसन (Respiration in Plants) - MP Board

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1. परिचय (Introduction)

• श्वसन (Respiration): यह एक अपचय (catabolic) प्रक्रिया है जिसमें जटिल कार्बनिक यौगिकों (विशेषकर ग्लूकोज) के C-C बंधों का ऑक्सीकरण होता है, जिससे ऊर्जा (ATP के रूप में) मुक्त होती है।
• श्वसन समीकरण:

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + ऊर्जा (ATP)

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2. ग्लाइकोलाइसिस (Glycolysis / EMP Pathway)

• स्थान: यह कोशिका के कोशिकाद्रव्य (Cytoplasm) में होता है।
• विशेषता: यह ऑक्सीजन पर निर्भर नहीं है (यह वायुवीय और अवायुवीय दोनों में समान होता है)।
• अंतिम उत्पाद: ग्लूकोज के एक अणु से पाइरुविक अम्ल (Pyruvic acid) के दो अणु बनते हैं।
• कुल ऊर्जा लाभ:
• प्रत्यक्ष रूप से बने ATP = 4
• खर्च हुए ATP = 2
• शुद्ध ATP लाभ = 2 ATP (साथ ही 2 NADH + H⁺ बनते हैं)।

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3. किण्वन (Fermentation)

• यह अवायुवीय परिस्थितियों (Oxygen की अनुपस्थिति) में होता है।
• प्रकार:

1. अल्कोहलिक किण्वन (Alcoholic Fermentation): यीस्ट द्वारा पाइरुविक अम्ल से एथेनॉल और CO2 बनती है।

2. लेक्टिक अम्ल किण्वन (Lactic Acid Fermentation): कुछ जीवाणु और हमारी पेशियों द्वारा पाइरुविक अम्ल सेलेक्टिक अम्ल बनता है।

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4. एरोबिक श्वसन (Aerobic Respiration)

ऑक्सीजन की उपस्थिति में होने वाला श्वसन, जो दो मुख्य चरणों में होता है:

#### (क) क्रेब्स चक्र (Krebs Cycle / TCA Cycle)

• स्थान: माइटोकॉन्ड्रिया का मैट्रिक्स (Matrix of Mitochondria)।
• प्रवेश: ग्लाइकोलाइसिस का पाइरुविक अम्ल मैट्रिक्स में प्रवेश करने से पहले एसिटाइल कोएंजाइम-A (Acetyl Co-A) में बदलता है।
• पहला उत्पाद: साइट्रिक अम्ल (इसलिए इसे साइट्रिक एसिड चक्र भी कहते हैं)।
• उत्पाद (एक ग्लूकोज यानी दो पाइरुविक अम्ल के लिए):
• 6 NADH + H⁺
• 2 FADH₂
• 2 GTP (ATP के समतुल्य)

#### (-ख) इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र (Electron Transport System - ETS) और ऑक्सीडेटिव फॉस्फोरिलीकरण

• स्थान: माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली (Inner Mitochondrial Membrane)।
• मुख्य कार्य: NADH + H⁺ और FADH₂ का ऑक्सीकरण कर ATP का निर्माण करना।
• ऑक्सीडेटिव फॉस्फोरिलीकरण (Oxidative Phosphorylation): ऑक्सीजन की उपस्थिति में ATP का निर्माण। ऑक्सीजन अंतिम इलेक्ट्रॉन ग्राही (Electron acceptor) है।

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5. एम्फिबोलिक पथ (Amphibolic Pathway)

• श्वसन पथ केवल अपचय (catabolic) नहीं है, बल्कि यह उपचय (anabolic) भी है।
• चूँकि इस पथ से विभिन्न अणुओं का टूटना (अपचय) और जुड़ना (उपचय) दोनों होता है, इसलिए श्वसन पथ को एम्फिबोलिक पथ कहा जाता है।

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6. श्वसन भागफल (Respiratory Quotient - RQ)

श्वसन के दौरान निष्कासित CO2 के आयतन और उपभोग की गई O2 के आयतन के अनुपात को श्वसन भागफल कहते हैं।

• सूत्र:

RQ = (मुक्त CO2 का आयतन) / (उपभोग की गई O2 का आयतन)

• विभिन्न पदार्थों के लिए RQ के मान:
• कार्बोहाइड्रेट (Carbohydrates): 1 (जैसे ग्लूकोज)
• वसा (Fats): 1 से कम (लगभग 0.7)
• प्रोटीन (Proteins): लगभग 0.9
• अवायुवीय श्वसन (Anaerobic Respiration): अनंत (Infinity) क्योंकि O2 का उपयोग नहीं होता लेकिन CO2 निकलती है।