UPSC MainsBOTANY-PAPER-I201910 Marks150 Words
Q18.

एक ठेठ (प्रारुपिक) C4 पौधे की पत्ती में 'क्रांज रचना' दर्शायें ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, C4 पौधों की विशिष्ट संरचना 'क्रांज रचना' को स्पष्ट रूप से चित्रित करना आवश्यक है। उत्तर में, पहले C4 पौधों के बारे में संक्षिप्त जानकारी देनी चाहिए, फिर क्रांज रचना के विभिन्न घटकों (मेसोफिल कोशिकाएं, बंडल शीथ कोशिकाएं, क्लोरोप्लास्ट) को दर्शाते हुए एक अच्छी तरह से लेबल किया गया आरेख बनाना चाहिए। आरेख के साथ-साथ, प्रत्येक घटक के कार्य को संक्षेप में समझाना महत्वपूर्ण है। उत्तर को संक्षिप्त और सटीक रखना है, जो 150 शब्दों की सीमा के भीतर हो।

Model Answer

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Introduction

C4 पौधे ऐसे पौधे होते हैं जो प्रकाश संश्लेषण के लिए एक विशेष मार्ग का उपयोग करते हैं, जिसे C4 मार्ग कहा जाता है। यह मार्ग उन्हें गर्म और शुष्क वातावरण में अधिक कुशलता से प्रकाश संश्लेषण करने में मदद करता है। C4 पौधों की पत्तियों में एक विशिष्ट संरचना पाई जाती है, जिसे 'क्रांज रचना' कहा जाता है। यह रचना मेसोफिल कोशिकाओं और बंडल शीथ कोशिकाओं की एक विशेष व्यवस्था है, जो C4 प्रकाश संश्लेषण को सक्षम बनाती है। क्रांज रचना C4 पौधों को पानी के नुकसान को कम करते हुए उच्च प्रकाश संश्लेषण दर बनाए रखने में मदद करती है।

क्रांज रचना का आरेख

C4 पौधे की पत्ती में क्रांज रचना को निम्नलिखित आरेख द्वारा दर्शाया जा सकता है:

क्रांज रचना

आरेख में, मेसोफिल कोशिकाएं पत्ती के बाहरी परतों में स्थित होती हैं, जबकि बंडल शीथ कोशिकाएं शिराओं के चारों ओर स्थित होती हैं। क्लोरोप्लास्ट मेसोफिल और बंडल शीथ दोनों कोशिकाओं में पाए जाते हैं, लेकिन उनके आकार और संरचना में अंतर होता है।

क्रांज रचना के घटक और उनके कार्य

मेसोफिल कोशिकाएं

मेसोफिल कोशिकाएं पत्ती के बाहरी परतों में स्थित होती हैं और कार्बन डाइऑक्साइड को ग्रहण करने का कार्य करती हैं। इन कोशिकाओं में क्लोरोप्लास्ट होते हैं, लेकिन उनमें रुबिस्को (RuBisCO) एंजाइम की मात्रा कम होती है।

बंडल शीथ कोशिकाएं

बंडल शीथ कोशिकाएं शिराओं के चारों ओर स्थित होती हैं और C4 चक्र को पूरा करने का कार्य करती हैं। इन कोशिकाओं में बड़े क्लोरोप्लास्ट होते हैं जिनमें रुबिस्को की मात्रा अधिक होती है।

क्लोरोप्लास्ट

क्लोरोप्लास्ट प्रकाश संश्लेषण के लिए जिम्मेदार कोशिकांग हैं। C4 पौधों में, मेसोफिल कोशिकाओं में क्लोरोप्लास्ट छोटे होते हैं और उनमें ग्रैना (grana) की संख्या कम होती है, जबकि बंडल शीथ कोशिकाओं में क्लोरोप्लास्ट बड़े होते हैं और उनमें ग्रैना की संख्या अधिक होती है।

C4 प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया

  • कार्बन डाइऑक्साइड मेसोफिल कोशिकाओं द्वारा ग्रहण किया जाता है।
  • मेसोफिल कोशिकाओं में, कार्बन डाइऑक्साइड पेपसी (PEP) कार्बोक्सिलेज़ एंजाइम द्वारा ऑक्सलोएसिटेट (OAA) में परिवर्तित हो जाता है।
  • ऑक्सलोएसिटेट मैलेट में परिवर्तित हो जाता है और बंडल शीथ कोशिकाओं में स्थानांतरित हो जाता है।
  • बंडल शीथ कोशिकाओं में, मैलेट कार्बन डाइऑक्साइड और पाइरूवेट में विघटित हो जाता है।
  • कार्बन डाइऑक्साइड रुबिस्को एंजाइम द्वारा कैल्विन चक्र में प्रवेश करता है और ग्लूकोज का उत्पादन करता है।
  • पाइरूवेट मेसोफिल कोशिकाओं में वापस स्थानांतरित हो जाता है और C4 चक्र को जारी रखने के लिए उपयोग किया जाता है।

Conclusion

क्रांज रचना C4 पौधों की एक विशिष्ट संरचना है जो उन्हें गर्म और शुष्क वातावरण में अधिक कुशलता से प्रकाश संश्लेषण करने में मदद करती है। यह रचना मेसोफिल कोशिकाओं और बंडल शीथ कोशिकाओं की एक विशेष व्यवस्था है, जो C4 प्रकाश संश्लेषण को सक्षम बनाती है। इस संरचना के कारण, C4 पौधे पानी के नुकसान को कम करते हुए उच्च प्रकाश संश्लेषण दर बनाए रख सकते हैं, जिससे वे शुष्क क्षेत्रों में जीवित रहने के लिए बेहतर अनुकूलित होते 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

रुबिस्को (RuBisCO)
रुबिस्को (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase) एक एंजाइम है जो कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बनिक अणुओं में स्थिर करने के लिए कैल्विन चक्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
पेपसी कार्बोक्सिलेज़ (PEP carboxylase)
पेपसी कार्बोक्सिलेज़ एक एंजाइम है जो C4 पौधों में कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सलोएसिटेट में स्थिर करने के लिए जिम्मेदार होता है। यह रुबिस्को की तुलना में कार्बन डाइऑक्साइड के लिए अधिक समानता रखता है।

Key Statistics

C4 पौधे पृथ्वी के कुल प्रकाश संश्लेषण का 20-30% योगदान करते हैं, जबकि वे पृथ्वी की सतह के केवल 5% क्षेत्र में पाए जाते हैं।

Source: Sage, R. F. (2004). The evolution and physiology of C4 photosynthesis. Trends in Plant Science, 9(4), 198–206.

C4 पौधों में पानी का उपयोग दक्षता (water use efficiency) C3 पौधों की तुलना में 20-50% अधिक होती है।

Source: Edwards, G. E., & Newton, M. (1991). Evolution of C4 photosynthesis. New Phytologist, 119(1), 1–14.

Examples

मकई (Maize)

मकई एक प्रमुख C4 फसल है जो गर्म और शुष्क क्षेत्रों में व्यापक रूप से उगाई जाती है। इसकी उच्च प्रकाश संश्लेषण दर इसे उच्च उपज देने में मदद करती है।

Frequently Asked Questions

C3 और C4 पौधों के बीच मुख्य अंतर क्या हैं?

C3 पौधे कार्बन डाइऑक्साइड को सीधे रुबिस्को एंजाइम द्वारा स्थिर करते हैं, जबकि C4 पौधे पहले कार्बन डाइऑक्साइड को पेपसी कार्बोक्सिलेज़ एंजाइम द्वारा ऑक्सलोएसिटेट में परिवर्तित करते हैं। C4 पौधों में पानी के नुकसान को कम करने और उच्च प्रकाश संश्लेषण दर बनाए रखने की क्षमता अधिक होती है।

Topics Covered

BotanyPlant PhysiologyC4 PlantsKranz AnatomyPhotosynthesis