UPSC MainsBOTANY-PAPER-I201810 Marks
Q27.

C₃ एवं C₄ पादपों के पर्ण शारीर (एनौटमी) की विवेचना कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, C₃ और C₄ पादपों की संरचनात्मक विशेषताओं पर ध्यान केंद्रित करना होगा। दोनों प्रकार के पादपों के पर्ण शारीर (एनैटमी) की तुलनात्मक विवेचना करते हुए, उनके स्टोमेटा, मेसोफिल कोशिकाओं, बंडल शीथ कोशिकाओं और संवहनी बंडलों की व्यवस्था पर विशेष जोर देना आवश्यक है। उत्तर को स्पष्टता के लिए उपशीर्षकों में विभाजित करें और जहाँ संभव हो, आरेखों का उपयोग करें।

Model Answer

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Introduction

प्रकाश संश्लेषण पौधों के जीवन के लिए एक मूलभूत प्रक्रिया है। C₃ और C₄ पादप प्रकाश संश्लेषण के विभिन्न मार्गों का उपयोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उनकी पर्ण संरचना में महत्वपूर्ण अंतर आते हैं। C₃ पादप, जो अधिकांश पौधों में पाए जाते हैं, रुबिस्को एंजाइम का उपयोग करके सीधे कार्बन डाइऑक्साइड को स्वीकार करते हैं। वहीं, C₄ पादप पहले कार्बन डाइऑक्साइड को एक चार-कार्बन यौगिक में स्थिर करते हैं, जिससे वे गर्म और शुष्क वातावरण में अधिक कुशल होते हैं। इन दोनों प्रकार के पादपों की पर्ण संरचना में अंतर प्रकाश संश्लेषण की उनकी विशिष्ट प्रक्रियाओं को दर्शाते हैं।

C₃ पादपों का पर्ण शारीर

C₃ पादपों की पत्ती की संरचना अपेक्षाकृत सरल होती है।

  • स्टोमेटा: स्टोमेटा पत्ती की सतह पर अनियमित रूप से वितरित होते हैं, दोनों ऊपरी और निचली सतहों पर पाए जाते हैं, लेकिन निचली सतह पर अधिक संख्या में होते हैं।
  • मेसोफिल कोशिकाएं: मेसोफिल कोशिकाएं दो प्रकार की होती हैं - पैलिसेड मेसोफिल और स्पंजी मेसोफिल। पैलिसेड मेसोफिल कोशिकाएं पत्ती की ऊपरी सतह के पास स्थित होती हैं और स्तंभों के आकार की होती हैं, जो प्रकाश संश्लेषण के लिए अनुकूलित होती हैं। स्पंजी मेसोफिल कोशिकाएं अनियमित आकार की होती हैं और गैसीय विनिमय के लिए अनुकूलित होती हैं।
  • बंडल शीथ कोशिकाएं: बंडल शीथ कोशिकाएं संवहनी बंडलों को घेरती हैं, लेकिन वे विशेष रूप से विभेदित नहीं होती हैं।
  • संवहनी बंडल: संवहनी बंडल पूरे मेसोफिल में वितरित होते हैं।

C₄ पादपों का पर्ण शारीर

C₄ पादपों की पत्ती की संरचना C₃ पादपों की तुलना में अधिक जटिल होती है। यह संरचना उन्हें गर्म और शुष्क वातावरण में प्रकाश संश्लेषण करने में मदद करती है।

  • स्टोमेटा: स्टोमेटा की संख्या C₃ पादपों की तुलना में कम होती है, और वे मुख्य रूप से निचली सतह पर केंद्रित होते हैं। यह पानी के नुकसान को कम करने में मदद करता है।
  • मेसोफिल कोशिकाएं: C₄ पादपों में, मेसोफिल कोशिकाएं दो प्रकार की होती हैं - मेसोफिल कोशिकाएं और बंडल शीथ कोशिकाएं। मेसोफिल कोशिकाएं क्लोरोप्लास्ट से भरपूर होती हैं, लेकिन उनमें रुबिस्को एंजाइम की मात्रा कम होती है। बंडल शीथ कोशिकाएं बड़ी और घनी होती हैं, और उनमें रुबिस्को एंजाइम की मात्रा अधिक होती है।
  • बंडल शीथ कोशिकाएं: बंडल शीथ कोशिकाएं संवहनी बंडलों को घेरती हैं और एक मोटी परत बनाती हैं। यह परत कार्बन डाइऑक्साइड को बंडल शीथ कोशिकाओं तक पहुंचाने में मदद करती है, जहां रुबिस्को एंजाइम मौजूद होता है।
  • संवहनी बंडल: संवहनी बंडल अधिक जटिल होते हैं और अक्सर एक 'क्राउन' जैसी संरचना बनाते हैं।

C₃ और C₄ पादपों के पर्ण शारीर की तुलना

निम्नलिखित तालिका C₃ और C₄ पादपों के पर्ण शारीर के बीच मुख्य अंतरों को दर्शाती है:

विशेषता C₃ पादप C₄ पादप
स्टोमेटा अधिक संख्या में, दोनों सतहों पर कम संख्या में, मुख्य रूप से निचली सतह पर
मेसोफिल कोशिकाएं पैलिसेड और स्पंजी मेसोफिल मेसोफिल और बंडल शीथ कोशिकाएं
बंडल शीथ कोशिकाएं कम विभेदित मोटी और घनी परत
रुबिस्को एंजाइम मेसोफिल कोशिकाओं में अधिक बंडल शीथ कोशिकाओं में अधिक

Conclusion

संक्षेप में, C₃ और C₄ पादपों की पर्ण संरचना उनकी प्रकाश संश्लेषण प्रक्रियाओं के अनुकूल होती है। C₃ पादपों में सरल संरचना होती है जो नम वातावरण के लिए उपयुक्त होती है, जबकि C₄ पादपों में जटिल संरचना होती है जो गर्म और शुष्क वातावरण में अधिक कुशल होती है। इन संरचनात्मक अंतरों को समझकर, हम पौधों के पर्यावरण के अनुकूलन और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

मेसोफिल
मेसोफिल पत्ती के आंतरिक भाग में स्थित ऊतक है, जो क्लोरोप्लास्ट से भरपूर होता है और प्रकाश संश्लेषण का मुख्य स्थल है।
रुबिस्को
रुबिस्को (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase) एक एंजाइम है जो कार्बन डाइऑक्साइड को स्थिर करने और प्रकाश संश्लेषण को शुरू करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

Key Statistics

विश्व के लगभग 85% पौधे C₃ प्रकाश संश्लेषण करते हैं।

Source: Raven, P. H., Evert, R. F., & Eichhorn, S. E. (2013). Biology of Plants (8th ed.). W. H. Freeman and Company.

C₄ पादपों में प्रकाश संश्लेषण की दर C₃ पादपों की तुलना में 20-30% अधिक होती है, खासकर उच्च तापमान पर।

Source: Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Plant Physiology and Development (6th ed.). Sinauer Associates.

Examples

मकई (C₄ पादप)

मकई एक C₄ पादप है जो गर्म और शुष्क जलवायु में अच्छी तरह से बढ़ता है। इसकी पत्ती संरचना C₄ प्रकाश संश्लेषण के लिए अनुकूलित होती है, जिसमें बंडल शीथ कोशिकाओं की एक मोटी परत होती है।

Frequently Asked Questions

C₄ पादप C₃ पादपों की तुलना में अधिक कुशल क्यों होते हैं?

C₄ पादप कार्बन डाइऑक्साइड को अधिक कुशलता से स्थिर कर सकते हैं, जिससे वे पानी के नुकसान को कम करते हुए गर्म और शुष्क वातावरण में भी प्रकाश संश्लेषण करने में सक्षम होते हैं।

Topics Covered

BotanyC3 PlantsC4 PlantsLeaf Anatomy