पादपों में श्वसन , क्या पादप सांस लेते है , श्वसन के प्रकार , किण्वन क्या है

पादपों में श्वसन : सभी सजीवो को अपनी जैविक क्रियाएँ पूरी करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है , जटिल कार्बनिक पदार्थ ऑक्सीजन की उपस्थिति में विघटित होकर CO₂ व जल के साथ साथ ऊर्जा मुक्त करते है जो सजीवों की जैविक क्रियाओं में काम आती है |

श्वसन सजीव कोशिकाओ में संपन्न होने वाली वह प्रक्रिया है जिसमें उच्च ऊर्जा वाले जटिल कार्बनिक पदार्थ विघटित होकर सरल व निम्न ऊर्जा वाले अणुओं का निर्माण करते है तथा ऊर्जा मुक्त होती है |

यह क्रिया निम्न प्रकार से सम्पन्न होती है –

श्वसन के क्रियाधार:

श्वसन में ऑक्सीकृत होने वाले उच्च ऊर्जा वाले अणु श्वसन क्रियाधार कहलाते है | ये क्रियाधार कार्बोहाइड्रेट , प्रोटीन व वसा के अणु होते है , श्वसन में सबसे पहले उपयोग लिया जाने वाला क्रियाधार कार्बोहाइड्रेट होता है |

क्या पादप सांस लेते है ?

हाँ , पादप भी साँस लेते है , ये ऑक्सीजन ग्रहण करते है तथा CO₂ मुक्त करते है | पादपो में गैसों का आदान प्रदान रन्ध्रो द्वारा होता है |

श्वसन के प्रकार :-

ऑक्सीजन की उपस्थिति के आधार पर श्वसन दो प्रकार का होता है |

• अनॉक्सी श्वसन : इस प्रकार का श्वसन ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होता है , इसमें कार्बोहाइड्रेट का अपूर्ण ऑक्सीकरण होता है जिससे कम मात्रा में ऊर्जा मुक्त होती है तथा एल्कोहल अथवा कार्बोनिल अम्ल व CO₂ का निर्माण होता है |
• ऑक्सी श्वसन : इस प्रकार का श्वसन ऑक्सीजन की उपस्थिति में होता है , इसमें कार्बोहाइड्रेट का पूर्ण ऑक्सीकरण होता है जिससे co₂ , जल , व ऊर्जा मुक्त होती है , इसमें मुक्त होने वाली ऊर्जा की मात्रा अधिक होती है |

ट्राइकर्बोक्सिलिक अम्ल चक्र / क्रेब चक्र

माइटोकोंड्रिया में होने वाली इस अभिक्रिया को सर्वप्रथम एच.ए.क्रेब ने 1937 में समझाया था | क्रेब चक्र का प्रारम्भ सिट्रिक अम्ल के बनने से होता है | अत: इसे सिट्रिक अम्ल चक्र भी कहते है , इस सम्पूर्ण चक्र में 6-कार्बन वाले सिट्रिक अम्ल में से 2-कार्बन परमाणु co₂ के रूप में मुक्त होते है तथा ऑक्सेलोएसिटिक अम्ल का निर्माण होता है जो क्रेब चक्र का अन्तिम उत्पाद होता है | यह एसिटाइल co.A से मिलकर चक्र की निरन्तरता बनाये रखता है |

ऑक्सीश्वसन में कुल 36 ATP अणु बनाते है , क्रेब चक्र में ATP अणुओं का निर्माण होता है | जिनका उपयोग विभिन्न कार्यो को करने के लिए ऊर्जा के रूप में होता है | इस चक्र में कई ऐसे मध्यवर्ती यौगिकों का निर्माण होता है जिनका अन्य जैव अणुओं के संश्लेषण में उपयोग होता है |

इलेक्ट्रोन परिवहन तंत्र (electrone transport system):

उपापचयी पथ जिसके द्वारा इलेक्ट्रान एक वाहक से अन्य वाहक की और गुजरता है , इलेक्ट्रोन परिवहन तंत्र कहलाता है |

यह माइटोकोंड्रिया की भीतरी झिल्ली में सम्पन्न होता है | इस प्रक्रिया में इलेक्ट्रान व् हाइड्रोजन आयन कई मध्यस्थ वाहको के द्वारा जुड़कर जल का निर्माण करते है तथा ATP का निर्माण होता है | इलेक्ट्रान परिवहन तन्त्र में NADH₂ व FADH₂ से इलेक्ट्रान का ऑक्सीकरण एक निश्चित क्रम में होता है |

• माइटोकोंड्रिया की मेट्रिक्स में बनने वाले NADH₂ का NAD में ऑक्सीकरण होता है | इस क्रिया में मुक्त होने वाले इलेक्ट्रान माइटोकोंड्रिया की आन्तरिक झिल्ली में उपस्थित यूबीक्वीनॉन ऑक्सीडोरिडक्टेज (UQ) – संकुल –I द्वारा ग्रहण कर लिए जाते है जिसमें प्लेविन मोनो न्युक्लियोटाइड (FMN) भी होता है |

सक्सीनेट यूबीक्वीनॉन ऑक्सीडोरिडक्टेज –संकुल – II द्वारा FADH₂ से प्राप्त इलेक्ट्रान ग्रहण करता है |

• यूबीक्वीनॉन इलेक्ट्रान का स्थानान्तरण साइटोक्रोम b व c संकुल – III द्वारा साइटोक्रोम c को करता है | साइटोक्रोम c इन इलेक्ट्रानो को साइटोक्रोम A व A₃ संकुल-IV को स्थानांतरित करता है |
• संकुल-IV से ये इलेक्ट्रोन संकुल-IV (ATP सिन्थेटेज संकुल) से जुड़कर ATP व IP द्वारा ATP का निर्माण करते है |
• इस प्रक्रिया में बनने वाले ATP अणुओं की संख्या इलेक्ट्रोन दाता की प्रकृति पर निर्भर करती है |
• ऑक्सीजन इस क्रिया में अन्तिम हाइड्रोजन ग्राही का कार्य करता है |
• ADP का फास्फोरिलीकरण ऑक्सीजन की उपस्थिति में होने के कारण इस प्रक्रिया को ऑक्सीकीय फास्फोरिलीकरण कहा जाता है |

किण्वन (fermentation) :

किण्वन अधिकांश जीवाणु , कबको , यीस्ट व मांशपेशियों में ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होने वाली क्रिया है जिसमे ग्लूकोज के अणु का अपूर्ण ऑक्सीकरण होता है | जिसमे एल्कोहल अथवा कर्बोक्सिलिक अम्ल का निर्माण होता है तथा CO₂ मुक्त होती है | किण्वन क्रिया में बनने वाले उत्पाद के आधार पर किण्वन दो प्रकार का होता है –

• एल्कोहलीय किण्वन
• लेक्टिक अम्ल किण्वन
• एल्कोहलीय किण्वन : यह क्रिया यीस्ट , उच्च पादपों व कवको में होती है | इस क्रिया के फलस्वरूप एथेनोल व co₂ का निर्माण होता है |
• लेक्टिक अम्ल किण्वन : यह क्रिया कुछ जीवाणुओं व मांशपेशियों में होती है , इस क्रिया में लेक्टिक अम्ल व co₂ का निर्माण होता है | किण्वन क्रिया में ग्लूकोज के एक अणु से केवल 2 ATP ऊर्जा ही प्राप्त होती है |

ऑक्सी श्वसन व किण्वन में अंतर

एन्फिबोलिक पथ : श्वसन के लिए ग्लुकोज अनुकूल क्रियाधार है , सभी कार्बोहाइड्रेट श्वसन में उपयोग लाने से पहले ग्लूकोज में बदले जाते है |

• वसा पहले ग्लिस्रोल व वसीय अम्लों में टूटती है , वसीय अम्ल एसिटाइल COA में बदल कर ऑक्सी श्वसन में प्रवेश करता है , जबकि ग्लिस्रोल डाइहाइड्रोक्सी एसीटोन फास्फेट में बदलकर PGA के रूप में ग्लाइकोलाइसिस में प्रवेश करता है |
• प्रोटीन पहले अमीनो अम्लों में विघटित होती है , जो पाइरुबिक अम्ल के रूप में ऑक्सीश्वसन में भाग लेती है |

श्वसन गुणांक (R.Q) (respiration quanant) (RQ) : श्वसन में मुक्त होने वाले co₂ व उपयोग होने वाली o₂ के आयतन का अनुपात श्वसन गुणांक कहलाता है |

श्वसनीय संतुलन चार्ट

प्रत्येक ग्लुकोज के अणु से बनने वाले प्राप्त शुद्ध ATP की गणना कुछ निश्चित कल्पनाओं के आधार पर की जा सकती है |

• यह एक कृमिक क्रियात्मक व सुव्यवस्थित पथ है जिसमें एक क्रियाधार से दूसरे क्रियाधार का निर्माण होता है , यह प्रक्रिया प्रक्रिया ग्लाइकोलाइसिस से प्रारम्भ होकर क्रेब चक्र व इलेक्ट्रान परिवहन तंत्र तक चलती है |
• ग्लाइकोलाइसिस से प्राप्त NADH₂ माइटोकोंड्रिया में आकार फास्फोरिलिकृत होते है |
• पथ का कोई भी मध्यवर्ती उत्पाद दूसरे यौगिक का निर्माण नहीं करता है |
• श्वसन में केवल ग्लूकोज का ही उपयोग किया जाता है , कोई दूसरा वैकल्पिक क्रियाधार पथ के किसी भी मध्यवर्ती चरण में प्रवेश नहीं करता है |
• ऑक्सी श्वसन के दौरान ग्लुकोज के एक अणु से 36 ATP अणुओं की शुद्ध प्राप्ति होती है |

Remark:

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