Model Answer
0 min readIntroduction
ग्लूकोस, जीवों के लिए ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत है। कोशिकाएं ग्लूकोस के अणुओं को तोड़कर ऊर्जा प्राप्त करती हैं, जिसे उपापचय (Metabolism) कहते हैं। यह उपापचय दो मुख्य मार्गों - श्वसन (Respiration) और अ-श्वसन (Fermentation) - से होकर गुजरता है। श्वसन में, ग्लूकोस का पूर्ण ऑक्सीकरण होता है, जबकि अ-श्वसन में आंशिक ऑक्सीकरण। इन प्रक्रियाओं में विभिन्न ऑक्सीकर (oxidizing agents) और अपचायकों (reducing agents) की महत्वपूर्ण भूमिका होती है, और परिणामस्वरूप एटीपी (ATP - Adenosine Triphosphate) अणुओं का विभेदी मोचन होता है, जो कोशिका की ऊर्जा मुद्रा है।
ग्लूकोस का श्वसन (Respiration)
श्वसन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें ग्लूकोस का क्रमिक ऑक्सीकरण होता है, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड, जल और एटीपी का उत्पादन होता है। श्वसन को मुख्य रूप से तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
1. ग्लाइकोलाइसिस (Glycolysis)
यह प्रक्रिया कोशिका के कोशिका द्रव्य (cytoplasm) में होती है। ग्लूकोस का पाइरूवेट (pyruvate) में विघटन होता है। इस प्रक्रिया में 2 एटीपी अणुओं का उपयोग होता है, लेकिन 4 एटीपी अणु उत्पन्न होते हैं, इसलिए शुद्ध लाभ 2 एटीपी होता है। NADH भी उत्पन्न होता है, जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में उपयोग होता है।
2. क्रेब्स चक्र (Krebs Cycle) या साइट्रिक एसिड चक्र (Citric Acid Cycle)
यह प्रक्रिया माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स में होती है। पाइरूवेट एसिटाइल-कोए (acetyl-CoA) में परिवर्तित होता है, जो क्रेब्स चक्र में प्रवेश करता है। इस चक्र में, कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त होता है और NADH और FADH2 जैसे इलेक्ट्रॉन वाहक उत्पन्न होते हैं। प्रति ग्लूकोस अणु, क्रेब्स चक्र से 2 एटीपी, 6 NADH और 2 FADH2 उत्पन्न होते हैं।
3. इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (Electron Transport Chain) और ऑक्सीडेटिव फास्फोरिलेशन (Oxidative Phosphorylation)
यह प्रक्रिया माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली (inner membrane) पर होती है। NADH और FADH2 से इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में स्थानांतरित होते हैं, जिससे प्रोटॉन ग्रेडिएंट बनता है। इस ग्रेडिएंट का उपयोग एटीपी सिंथेस (ATP synthase) द्वारा एटीपी उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। यह प्रक्रिया ऑक्सीडेटिव फास्फोरिलेशन कहलाती है। प्रति ग्लूकोस अणु, लगभग 32-34 एटीपी उत्पन्न होते हैं।
ग्लूकोस का अ-श्वसन (Fermentation)
अ-श्वसन, ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होता है। इसमें ग्लूकोस का आंशिक ऑक्सीकरण होता है, जिसके परिणामस्वरूप एटीपी की कम मात्रा उत्पन्न होती है। अ-श्वसन के दो मुख्य प्रकार हैं:
1. लैक्टिक एसिड किण्वन (Lactic Acid Fermentation)
यह प्रक्रिया मांसपेशियों में ऑक्सीजन की कमी होने पर होती है। पाइरूवेट लैक्टिक एसिड में परिवर्तित होता है, और 2 एटीपी अणु उत्पन्न होते हैं।
2. अल्कोहलिक किण्वन (Alcoholic Fermentation)
यह प्रक्रिया यीस्ट (yeast) और कुछ बैक्टीरिया में होती है। पाइरूवेट इथेनॉल (ethanol) और कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित होता है, और 2 एटीपी अणु उत्पन्न होते हैं।
ऑक्सीकर और अपचायकों की भूमिका
| प्रक्रिया | ऑक्सीकर (Oxidizing Agent) | अपचायक (Reducing Agent) | एटीपी उत्पादन (प्रति ग्लूकोस अणु) |
|---|---|---|---|
| ग्लाइकोलाइसिस | NAD+ | ग्लूकोस | 2 एटीपी (शुद्ध) |
| क्रेब्स चक्र | FAD, NAD+ | एसिटाइल-कोए | 2 एटीपी |
| इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला | O2 | NADH, FADH2 | 32-34 एटीपी |
| लैक्टिक एसिड किण्वन | पाइरूवेट | NADH | 2 एटीपी |
| अल्कोहलिक किण्वन | पाइरूवेट | NADH | 2 एटीपी |
Conclusion
संक्षेप में, ग्लूकोस का उपापचय श्वसन और अ-श्वसन दो मार्गों से होता है। श्वसन में, ग्लूकोस का पूर्ण ऑक्सीकरण होता है और एटीपी की अधिक मात्रा उत्पन्न होती है, जबकि अ-श्वसन में आंशिक ऑक्सीकरण होता है और एटीपी की कम मात्रा उत्पन्न होती है। ऑक्सीकर और अपचायक इन प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। एटीपी का विभेदी मोचन उपापचय मार्ग और ऑक्सीजन की उपलब्धता पर निर्भर करता है। ऊर्जा उत्पादन की दक्षता के कारण, श्वसन जीवों के लिए जीवन के लिए अधिक महत्वपूर्ण है।
Answer Length
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