UPSC MainsBOTANY-PAPER-II202010 Marks
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Q18.

पादपों में साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, हमें सबसे पहले 'साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन' की अवधारणा को स्पष्ट करना होगा। फिर, हमें यह बताना होगा कि यह सामान्य श्वसन से कैसे भिन्न है, यह किन पौधों में पाया जाता है, और इसका पौधों के लिए क्या महत्व है। उत्तर को स्पष्टता के लिए उपशीर्षकों में विभाजित किया जाना चाहिए। उदाहरणों और वैज्ञानिक विवरणों का उपयोग करके उत्तर को अधिक व्यापक बनाया जा सकता है।

Model Answer

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Introduction

श्वसन, पौधों के जीवन के लिए एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, जिसमें ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण होता है। सामान्य श्वसन प्रक्रिया में, साइनाइड एंजाइम साइटोक्रोम ऑक्सीडेज को निष्क्रिय कर सकता है, जिससे श्वसन रुक जाता है। हालांकि, कुछ पौधों में, साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन नामक एक वैकल्पिक श्वसन मार्ग मौजूद होता है, जो साइनाइड की उपस्थिति में भी श्वसन जारी रखने की अनुमति देता है। यह क्षमता इन पौधों को विशेष वातावरण में जीवित रहने में मदद करती है।

पादपों में साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन: एक विस्तृत विवरण

साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन एक वैकल्पिक श्वसन मार्ग है जो कुछ पौधों में पाया जाता है। यह मार्ग सामान्य श्वसन से भिन्न होता है क्योंकि यह साइनाइड के प्रतिरोधी एंजाइमों का उपयोग करता है। सामान्य श्वसन में, साइटोक्रोम ऑक्सीडेज एंजाइम इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। साइनाइड इस एंजाइम को बांधकर उसकी गतिविधि को रोकता है, जिससे श्वसन रुक जाता है।

साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन की प्रक्रिया

साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन में, साइटोक्रोम ऑक्सीडेज के बजाय, एक वैकल्पिक एंजाइम, वैकल्पिक ऑक्सीडेज (AOX) का उपयोग किया जाता है। AOX साइनाइड के प्रतिरोधी होता है और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को जारी रखने की अनुमति देता है, भले ही साइनाइड मौजूद हो। इस प्रक्रिया में, ऊर्जा उत्पादन की मात्रा थोड़ी कम हो सकती है, लेकिन यह पौधों को जीवित रहने की अनुमति देता है।

किन पौधों में पाया जाता है?

साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन विभिन्न पौधों के परिवारों में पाया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

  • राइस (Rice): चावल के पौधों में यह श्वसन मार्ग महत्वपूर्ण है।
  • मक्का (Maize): मक्का के पौधों में भी यह पाया जाता है।
  • सोयाबीन (Soybean): सोयाबीन के पौधों में साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन देखा गया है।
  • शकरकंद (Sweet Potato): शकरकंद में भी यह श्वसन मार्ग मौजूद होता है।
  • कुछ फलदार वृक्ष: कुछ फलदार वृक्षों में भी यह क्षमता पाई जाती है।

महत्व और अनुकूलन

साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन पौधों को निम्नलिखित लाभ प्रदान करता है:

  • साइनाइड विषाक्तता से सुरक्षा: यह पौधों को साइनाइड युक्त वातावरण में जीवित रहने की अनुमति देता है।
  • तनावपूर्ण परिस्थितियों में उत्तरजीविता: यह पौधों को तनावपूर्ण परिस्थितियों, जैसे कि ऑक्सीजन की कमी या उच्च तापमान में जीवित रहने में मदद करता है।
  • ऊर्जा उत्पादन: यह सामान्य श्वसन के रुकने पर भी ऊर्जा उत्पादन जारी रखने की अनुमति देता है।

वैकल्पिक ऑक्सीडेज (AOX) की भूमिका

वैकल्पिक ऑक्सीडेज (AOX) एक महत्वपूर्ण एंजाइम है जो साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। AOX इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है, जब साइटोक्रोम ऑक्सीडेज निष्क्रिय हो जाता है। AOX की गतिविधि विभिन्न पर्यावरणीय कारकों से प्रभावित होती है, जैसे कि ऑक्सीजन की उपलब्धता, तापमान और तनाव।

सामान्य श्वसन और साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन के बीच तुलना

विशेषता सामान्य श्वसन साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन
अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता ऑक्सीजन ऑक्सीजन (AOX की उपस्थिति में)
एंजाइम साइटोक्रोम ऑक्सीडेज वैकल्पिक ऑक्सीडेज (AOX)
साइनाइड संवेदनशीलता संवेदनशील प्रतिरोधी
ऊर्जा उत्पादन उच्च थोड़ा कम

Conclusion

साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन पौधों में एक महत्वपूर्ण अनुकूलन है जो उन्हें साइनाइड विषाक्तता और तनावपूर्ण परिस्थितियों से बचाने में मदद करता है। वैकल्पिक ऑक्सीडेज (AOX) इस प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो सामान्य श्वसन के रुकने पर भी ऊर्जा उत्पादन जारी रखने की अनुमति देता है। यह श्वसन मार्ग पौधों की उत्तरजीविता और विकास के लिए महत्वपूर्ण है, खासकर उन वातावरणों में जहां साइनाइड की उपस्थिति होती है।

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

साइटोक्रोम ऑक्सीडेज
साइटोक्रोम ऑक्सीडेज एक एंजाइम है जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है और ऑक्सीजन को पानी में कम करता है।
वैकल्पिक ऑक्सीडेज (AOX)
वैकल्पिक ऑक्सीडेज (AOX) एक एंजाइम है जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में साइटोक्रोम ऑक्सीडेज के विकल्प के रूप में कार्य करता है, खासकर जब साइनाइड मौजूद होता है।

Key Statistics

अनुमान है कि लगभग 30% पौधों के प्रजातियों में साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन की क्षमता होती है।

Source: Plant Physiology Textbook (2023)

अनुसंधान से पता चला है कि AOX गतिविधि पौधों में तनाव प्रतिक्रिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, और यह तनाव के प्रति उनकी सहनशीलता को बढ़ाता है।

Source: Journal of Experimental Botany (2022)

Examples

कसावा (Cassava)

कसावा एक ऐसा पौधा है जिसमें साइनाइड-प्रतिरोधी श्वसन पाया जाता है, जो इसे साइनाइड युक्त मिट्टी में जीवित रहने में मदद करता है।

Topics Covered

Plant PhysiologyRespirationCyanide-Resistant RespirationAlternative OxidasePlant Metabolism